الرش بالقوس الكهربائي (ASP)

الرش بالقوس الكهربائي (ASP) هو عملية رش حراري عالية الإنتاجية، يكون مصدر الحرارة فيها قوساً كهربائياً بين سلكين معدنيين يُغذّيان باستمرار.

مبدأ العمل

  • تغذية الأسلاك: يُغذّى سلكان موصلان للكهرباء يعملان كقطبين باستمرار من البكرات عبر فوهات توجيه مسدس الرش القوسي.
  • تقارب الأسلاك: يلتقي السلكان بزاوية صغيرة في مقدمة المسدس.
  • تكوين القوس: يُطبّق تيار مستمر على السلكين. وعند تقارب طرفيهما تحدث دائرة قصر ويتشكل قوس كهربائي بدرجة حرارة 4,000–6,000 °C.
  • صهر الأسلاك: تصهر حرارة القوس طرفي السلكين باستمرار.
  • التذرية والنقل: يُمدّ هواء مضغوط أو غاز خامل عبر فوهة خلف القوس. ويذرّي تيار الغاز المعدن المنصهر إلى قطرات دقيقة بحجم نحو 10–100 µm ويسرّعها نحو الركيزة.
  • تكوين الطلاء: تصطدم الجسيمات بسطح القطعة المُحضّر وتكوّن البنية المجهرية الطبقية المميزة للطلاء.

مزايا ASP

  • إنتاجية عالية: يبلغ معدل الترسيب 10–30 kg/h، متجاوزاً بدرجة كبيرة معدلات APS وFS وHVOF.
  • الاقتصادية: تكلفة المواد المستهلكة ضئيلة؛ تكفي الكهرباء والهواء المضغوط دون غازات مرتفعة الثمن مثل الأرجون والهيدروجين.
  • قابلية النقل: يسهل استخدام المعدات المدمجة في الموقع لمعالجة الهياكل الكبيرة.
  • قوة التصاق عالية: تتيح حرارة القطرات المرتفعة التصاقاً أقوى بالركيزة مقارنة بالرش التقليدي باللهب.
  • طلاءات السبائك الزائفة: تتيح تغذية سلكين مختلفين، مثل النحاس والفولاذ، الحصول على طلاءات مركبة فريدة أثناء الرش مباشرةً.

العيوب والقيود

  • المواد الموصلة فقط: لا تناسب الطريقة رش السيراميك النقي أو اللدائن. ويجب أن تكون المادة موصلة للكهرباء ومتاحة على هيئة سلك.
  • الأكسدة وفقد العناصر: يؤدي الهواء المضغوط إلى محتوى أكاسيد مرتفع يصل إلى 10–20%. وقد ينخفض أيضاً محتوى عناصر السبك مثل الكربون والسيليكون.
  • مسامية مرتفعة: تبلغ المسامية المعتادة 5–12%، مما يقلل مقاومة التآكل دون معالجة إضافية بمواد سد المسام.
  • دخل حراري مرتفع: قد تسخن القطعة أكثر من APS. ولمنع التشوه يلزم ضبط صارم لمسافة الرش وتبريد فعال.

مجالات التطبيق

  • الحماية التضحية من التآكل: تطبيق الألومنيوم (TSA) والزنك (TSZ) والزنك–الألومنيوم على الجسور وأبراج نقل الكهرباء والسفن والخزانات.
  • الإصلاح واستعادة الأبعاد: تطبيق طلاءات فولاذية وبرونزية مقاومة للبلى على مقاعد المحامل والأعمدة والبكرات.
  • إصلاح مكوّنات السيارات: تطبيق طلاءات مقاومة للبلى على كتل الأسطوانات وأعناق أعمدة المرفق.
  • التطبيقات الكهربائية: تطبيق النحاس أو الألومنيوم لتكوين طبقات موصلة على أسطح العوازل.