غاز اللحام: كل ما تحتاج إلى معرفته
تخيل اللحام بدون غاز - فوضوي وضعيف. إن غاز اللحام هو البطل الصامت، وهو ضروري لحماية اللحامات من الملوثات، وتثبيت القوس، وضمان وجود وصلات قوية. تستكشف هذه المقالة...
هل تساءلت يومًا ما الذي يجعل غازات اللحام ضرورية ومعقدة في نفس الوقت؟ تستكشف هذه المقالة الأنواع المتنوعة من غازات اللحام، وأدوارها في حماية اللحامات وتثبيتها، وتأثيرها الحاسم على عمليات اللحام. ستكتشف الخصائص الفريدة لغازات مثل الأرجون وثاني أكسيد الكربون والأسيتيلين، وستتعلم كيفية اختيار الغاز المناسب لمختلف تطبيقات اللحام والقطع. وفي النهاية، ستفهم أهمية كل غاز وكيف يعزز كفاءة اللحام وجودته.
يشير غاز اللحام أساسًا إلى الغاز الواقي المستخدم في اللحام المحمي بالغاز (مثل اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون واللحام المحمي بالغاز الخامل) والغاز المستخدم في اللحام بالغاز والقطع. ويشمل ذلك غازات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2)، الأرغون (Ar)، الهيليوم (He)، الأكسجين (O)2)، الغاز القابل للاحتراق، الغاز المختلط، إلخ.
أثناء اللحام، لا يعمل غاز التدريع ليس فقط كوسيط وقائي في منطقة اللحام ولكن أيضًا كوسيط غازي يولد القوس.
يعتمد اللحام والقطع بالغاز في المقام الأول على اللهب عالي الحرارة مع الحرارة المركزة المتولدة أثناء احتراق الغاز.
ولذلك، لا تؤثر الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغاز على تأثير الحماية فحسب، بل تؤثر أيضًا على اشتعال القوس واستقرار عملية اللحام والقطع.
يشير غاز اللحام إلى الغازات المختلفة المستخدمة في اللحام أو القطع. واعتماداً على دورها في العملية، يمكن تصنيف غازات اللحام إلى نوعين: غاز التدريع والغاز للحام والقطع بالغاز.
(1) غاز التدريع:
يُستخدم غاز التدريع في اللحام المحمي بالغاز لتوفير الحماية لحوض اللحام من الغلاف الجوي المحيط. تشمل غازات التدريع الشائعة الاستخدام ثاني أكسيد الكربون (CO2)، الأرغون (Ar)، الهيليوم (He)، الأكسجين (O)2)، النيتروجين (N2)، الهيدروجين (H2)، ومخاليطها (مثل Ar + He، Ar + CO2، Ar + CO2 + O2إلخ).
يصنّف المعهد الدولي للحام غازات التدريع بناءً على قدرتها على الأكسدة: غاز خامل أو مختزل (الفئة I)، وغاز مؤكسد ضعيف (الفئة M1)، وغاز مؤكسد متوسط (الفئة M2)، وغاز مؤكسد قوي (الفئتان M3 وC).
(2) غاز للحام والقطع بالغاز:
يتم تصنيف الغاز المستخدم في اللحام والقطع بالغاز بناءً على طبيعته إلى نوعين: الغاز الداعم للاحتراق (O2) والغاز القابل للاحتراق. عندما يختلط الغاز القابل للاشتعال والأكسجين ويحترقان، فإنهما يطلقان كمية كبيرة من الحرارة، مما يخلق لهباً عالي الحرارة مع حرارة مركزة يمكن أن تصهر المعدن.
الأسيتيلين (C2H2) هو الغاز القابل للاحتراق الأكثر استخدامًا في اللحام والقطع بالغاز، بينما تشمل الغازات الأخرى المستخدمة على نطاق واسع غاز البروبان (C3H8)، البروبيلين (C3H6)، الغاز الطبيعي (الميثان الميثان بشكل رئيسي4)، وغاز البترول المسال (البروبان بشكل أساسي).
يختلف دور الغاز في عمليات اللحام أو القطع المختلفة، ويعتمد اختيار الغاز على نوع المادة التي يتم لحامها. ويتطلب ذلك اختيار غاز بخصائص فيزيائية أو كيميائية محددة، أو حتى خليط من غازات متعددة، حسب المناسبة.
يوضح الجدول 1 الخصائص والاستخدامات الأساسية للغازات المستخدمة عادةً في اللحام والقطع، بينما يوضح الجدول 2 خصائص الغازات المختلفة أثناء عملية اللحام.
الجدول 1 الخصائص والاستخدامات الرئيسية لغازات اللحام الشائعة
| الغاز | الرمز | الخصائص الرئيسية | التطبيق في اللحام |
|---|---|---|---|
| ثاني أكسيد الكربون | ثاني أكسيد الكربون | خواص كيميائية مستقرة؛ غير قابلة للاحتراق وغير داعمة للاحتراق; يمكن أن يتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون و o عند درجة حرارة عالية وله أكسدة معينة للمعادن; يمكن أن يسيل؛ عندما يتبخر ثاني أكسيد الكربون السائل، فإنه يمتص الكثير من الحرارة ويمكن أن يتصلب إلى ثاني أكسيد الكربون الصلب، والمعروف باسم الثلج الجاف | يمكن استخدام أسلاك اللحام كغاز تدريع أثناء اللحام، مثل اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون واللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون + O2، ثاني أكسيد الكربون + اللحام المحمي بغاز مختلط |
| الأرجون | ع | غاز خامل؛ خاصية كيميائية غير نشطة، ولا يلعب دورًا كيميائيًا مع العناصر الأخرى في درجة حرارة الغرفة ودرجة الحرارة العالية. | يستخدم كغاز تدريع للحماية الميكانيكية أثناء اللحام بالقوس الكهربائي, اللحام بالبلازما والقطع. |
| الأكسجين | O2 | غاز عديم اللون؛ داعم للاحتراق؛ وهو نشط للغاية في درجات الحرارة العالية ويتحد مباشرة مع العديد من العناصر; أثناء اللحام، يؤدي دخول الأكسجين إلى الحوض المنصهر إلى أكسدة عناصر معدنية وتلعب دورًا ضارًا. | يمكن أن يحصل الاحتراق المختلط للأكسجين والغاز القابل للاحتراق على درجة حرارة عالية للغاية للحام والقطع، مثل لهب الأسيتيلين الأكسجيني ولهب الأكسجين الهيدروجيني. يمكن خلطها مع الأرجون وثاني أكسيد الكربون بالتناسب للحام المحمي بالغاز المختلط |
| الأسيتيلين | C2H2 | يُعرف عادةً باسم غاز كربيد الكالسيوم؛ أقل قابلية للذوبان في الماء، وقابل للذوبان في الكحول، وكمية كبيرة قابلة للذوبان في الأسيتون؛ يختلط مع الهواء والأكسجين ليشكل خليطًا غازيًا متفجرًا; يحترق في الأكسجين وينبعث منه 3500 درجة حرارة عالية وضوء قوي | للأوكسي أسيتيلين اللحام باللهب والقطع |
| الهيدروجين | H2 | يمكن أن يحترق؛ إنه غير نشط في درجة حرارة الغرفة ونشط للغاية في درجة حرارة عالية؛ يمكن استخدامه كعامل اختزال لخام المعادن وأكسيد المعادن; أثناء عملية اللحام، يمكن أن تترسب كمية كبيرة من المعدن المنصهر أثناء التبريد، مما يسهل تكوين المسام. | يستخدم الهيدروجين كغاز تدريع مختزل أثناء اللحام. ويمكن استخدام الاحتراق المختلط مع الأكسجين كمصدر حرارة للحام بالغاز |
| النيتروجين | N2 | خواص كيميائية غير نشطة؛ يمكن أن يتحد مباشرة مع الهيدروجين والأكسجين عند درجة حرارة عالية؛ دخوله في البركة المنصهرة أثناء اللحام ضار; لا يتفاعل بشكل أساسي مع النحاس ويمكن استخدامه كغاز وقائي | عند اللحام بالقوس النيتروجيني، يمكن لحام النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ بالنيتروجين كغاز تدريع. يشيع استخدام النيتروجين أيضًا في القطع بالقوس البلازما كغاز واقي خارجي. |
الجدول 2 خصائص الغازات المختلفة أثناء اللحام
| الغاز | نقي | تدرج موضع العمود | ثبات القوس | خصائص انتقال المعادن | الخواص الكيميائية | تغلغل اللحام الشكل | خصائص التدفئة |
| ثاني أكسيد الكربون2 | 99.90% | عالية | راضٍ | راضٍ، ولكن بعض البقع | أكسدة قوية | شكل مسطح، اختراق كبير | |
| ع | 99.995% | منخفضة | جيد | راضٍ | على شكل فطر | ||
| هو | 99.99% | عالية | راضٍ | راضٍ | شكل مسطح | مدخلات الحرارة في اللحام التناكبي أعلى من مدخلات الحرارة في اللحام النقي | |
| N2 | 99.90% | عالية | سيء | سيء | يتم إنتاج المسام والنتريدات في الفولاذ | شكل مسطح |
يجب استخدام الغازات المناسبة لغازات ثاني أكسيد الكربون2 اللحام المحمي بالغاز، واللحام المحمي بالغاز الخامل، واللحام المحمي بالغاز المختلط، واللحام بقوس البلازما, اللحام بالنحاس في جو وقائي، واللحام بغاز الأسيتيلين الأكسجيني والقطع.
يعتمد اختيار غاز اللحام في المقام الأول على طرق اللحام والقطع المستخدمة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يتأثر أيضًا بخصائص المعدن الملحوم، ومعايير جودة وصلة ملحومةوسُمك الهيكل الملحوم، وموضع اللحام، والعملية المستخدمة.
3.1. اختر الغاز وفقًا لطريقة اللحام
تتنوع الغازات المستخدمة في اللحام أو القطع أو اللحام المحمي بالغاز تبعًا لطرق اللحام المختلفة المستخدمة أثناء عملية اللحام.
يقدم الجدول 3 معلومات عن اختيار طرق اللحام وغازات اللحام المقابلة لها. وفي الوقت نفسه، يوجز الجدول 4 اختيار طرق اللحام الشائعة اللحام بالنحاس الغازات المستخدمة في الأجواء الواقية. يوضح الجدول 5 ملاءمة الغازات المختلفة للقطع بقوس البلازما.
الجدول 3 اختيار طرق اللحام وغازات اللحام
| طريقة اللحام | غاز اللحام | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| اللحام بالغاز | C2H2+O2 | H2 | ||||
| قطع الغاز | C2H2+O2 | غاز البترول المُسال+O2 | غاز الفحم + O2 | الغاز الطبيعي + O2 | ||
| القطع بالقوس البلازما | الهواء | N2 | أر+ن2 | Ar+H2 | N2+H2 | |
| اللحام بغاز التنجستن الخامل (TIG) | ع | هو | Ar+He | |||
| سلك صلب | الغاز الخامل قوس معدني اللحام (MIG) | ع | هو | Ar+He | ||
| اللحام بالقوس المعدني الغازي النشط (MAG) | Ar+O2 | Ar+CO2 | Ar+CO2+O2 | |||
| ثاني أكسيد الكربون2 اللحام المحمي بالغاز | ثاني أكسيد الكربون2 | ثاني أكسيد الكربون2+O2 | ||||
| سلك ذو قلب متدفق | ثاني أكسيد الكربون2 | Ar+O2 | Ar+CO2 | |||
الجدول 4 اختيار غازات اللحام بالنحاس الشائعة في الغلاف الجوي الواقي
| الغاز | الطبيعة | التركيب الكيميائي ومتطلبات النقاء | الغرض |
| الأرجون | القصور الذاتي | أرغون > 99.99% | سبائك الصلب، سبيكة القوة الحرارية والنحاس وسبائك النحاس |
| الهيدروجين | قابلية الاسترداد | هيدروجين 100% | سبائك الصلب، وسبائك القوة الحرارية والنحاس الخالي من الأكسجين |
| الأمونيا المتحللة | قابلية الاسترداد | هيدروجين 75% نيتروجين 25% | الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك والنحاس الخالي من الهيدروجين |
| الأمونيا المتحللة مع عدم كفاية الضغط | قابلية الاسترداد | هيدروجين 7% ~ 20% والنيتروجين الآخر | الفولاذ الطري |
| النيتروجين | وهو خامل بالنسبة إلى النحاس | نيتروجين 100% | النحاس وسبائك النحاس |
الجدول 5 قابلية تطبيق الغازات المختلفة في القطع بقوس البلازما
| الغاز | الغرض الرئيسي | الملاحظات |
| Ar,Ar+H2， Ar+N2， Ar+H2+N2 | قطع الفولاذ المقاوم للصدأالمعادن غير الحديدية أو السبائك غير الحديدية | يُستخدم Ar فقط لقطع المعادن الرقيقة |
| N2, N2+H2 | N2كغاز عمل لقوس بلازما إعادة ضغط الماء، يمكن استخدامه أيضًا لقطع الصلب الكربوني | |
| O2, الهواء | قطع الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك، ويستخدم أيضًا لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم | لا يتم استخدام الأجزاء الهيكلية المهمة المصنوعة من سبائك الألومنيوم بشكل عام |
| ثاني أكسيد الكربون | الأمونيا المتحللة | Ar+CO2 |
| النيتروجين | C2H2+O2 | ثاني أكسيد الكربون2+02 |
| الأرجون | غاز البترول المسال + O2 | Ar+O2 |
| الأكسجين | أر+ن2 | Ar+H2+N2 |
| الأسيتيلين | N2+H2 | خليط اللحام |
| الهيدروجين | Ar+H2 | Ar+He |
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR