لحام البلازما

البلازما هي الحالة الرابعة للمادة: غاز تم تسخينه وتأيينه بشدة لدرجة أنه يصبح موصلاً للكهرباء. في لحام قوس البلازما↗ تستخدم هذا بالضبط: القوس الكهربائي↗ يشتعل بين إلكترود التنجستن↗ وقطعة العمل، لكنه يُضيّق بواسطة فوهة مبردة بالماء. يُجبر القوس الكهربائي↗ على المرور عبر فتحة ضيقة — فيتحول من قوس عريض شبيه بلحام TIG إلى شعاع بلازما حاد ومركّز بكثافة طاقة عالية جداً.

ماذا يفعل التضييق فيزيائياً

تخيل القوس الكهربائي↗ كالماء من خرطوم. بدون فوهة ينتشر عريضاً؛ وإذا ضيّقت الفتحة، ينطلق شعاع مركّز. في البلازما يحدث هذا بالضبط مع الغاز الموصل للكهرباء: الفوهة تضغط القوس الكهربائي↗، ترتفع كثافة التيار، وتصل درجة الحرارة في قلب الشعاع إلى قيم تتجاوز بكثير تلك الموجودة في القوس الكهربائي↗ حر. الفرق عن TIG هو هذا التضييق بالضبط — وله ثلاث نتائج:

• اختراق عميق: شعاع البلازما يصهر عميقاً وضيقاً — حتى "الثقب الإبري" (Keyhole) الذي يخترق الصفيحة كاملة.

• منطقة التأثر الحراري↗ ضيقة: لأن الحرارة تُدخل مركّزة، تبقى HAZ صغيرة — تشوه أقل، تغير بنيوي أقل.

• سرعة عالية: الصفائح الرقيقة يمكن لحامها بسرعة عالية بدون معدن حشو.

غازان، مهمتان

في البلازما تعمل بغازين:

• غاز البلازما↗ (عادة الأرجون): يتدفق عبر الشعلة، يتأين ويشكّل شعاع البلازما الفعلي.

• غاز الحماية↗ (أرجون أو أرجون-هيليوم): يحيط بالشعاع من الخارج ويحمي بركة اللحام من الأكسدة.

معدل التدفق وخلط الغازين يتحكمان في الاختراق وشكل اللحام — لهذا البلازما أكثر حساسية للمعاملات من TIG.

قوس التجريب — حيلة الاستقرار الخفية

قوس مساعد صغير يشتعل باستمرار بين الإلكترود والفوهة — قوس التجريب. يحافظ على البلازما حتى بدون تلامس مع قطعة العمل. هذا يجعل العملية آمنة الإشعال ومستقرة للغاية، خاصة عند البدء وعند الانقطاعات. للمنشآت الآلية والبدايات النظيفة هذا يساوي ذهباً، لأن القوس الرئيسي يشتعل فوراً في أي وقت.

وضعا التشغيل:

• البلازما الدقيقة (0,1–15 A): للصفائح الرقيقة جداً من 0,05 mm — دقة مثل اللحام بالنحاس، لكن وصلة لحام حقيقية. القوس الكهربائي↗ مستقر لدرجة أنه لا ينقطع عند تيارات ضئيلة.

• بلازما Keyhole (أكثر من 100 A): شعاع البلازما يخترق الصفيحة ويغلق خلف الشعلة — لحامات بطبقة واحدة على صفائح حتى 10 mm في تمريرة واحدة، بدون معدن حشو تماماً.

بلازما أم TIG أم ليزر؟

الثلاثة متداخلة، لكن بتقسيم عمل واضح: TIG هي الدقة اليدوية للإنتاج الفردي، البلازما النسخة الأقوى باختراق أعمق وسرعة أعلى، والليزر المرحلة الأكثر تطرفاً للإنتاج الآلي المتسلسل. القاعدة العامة: لورشة العمل الكلاسيكية يكفي TIG غالباً؛ البلازما تستحق العناء عندما تحتاج كثافة طاقة عالية، اختراقات عميقة، ودقة تكرار.

التطبيقات في كل مكان تتلاقى فيه الدقة والسرعة: خطوط الأنابيب، خزانات الفولاذ المقاوم للصدأ الرقيقة، الأجزاء الطبية، والإنتاج الآلي المتسلسل.

الثمن: المعدة أغلى وأعقد من TIG، إدارة المعاملات أكثر تحدياً، والفوهات تتآكل. مقابل ذلك تحصل على أحد أكثر الأقواس استقراراً الموجودة.