12 تقنية لحام: نصائح الخبراء للمبتدئين
هل تساءلت يومًا عن كيفية بدء اللحام بنجاح؟ يغطي هذا المقال النصائح الأساسية للمبتدئين، بدءًا من التعامل مع الألواح السميكة والرقيقة إلى حل مشكلات اللحام الشائعة. وفي النهاية...
تخيل أنك في ورشة عمل، محاطاً بأزيز وشرارة مشاعل اللحام. هل تساءلت يومًا ما الذي يجعل إحدى طرق اللحام مختلفة عن الأخرى؟ تأخذك هذه المقالة في رحلة عبر عشر تقنيات لحام أساسية، من اللحام بالقوس الكهربائي إلى اللحام بالاحتكاك. ستكتشف كيف تعمل كل طريقة وتطبيقاتها الفريدة والمزايا التي تقدمها. سواء كنت لحامًا متمرسًا أو مبتدئًا فضوليًا، فإن هذا الدليل يوفر لك رؤى قيمة لتعزيز فهمك لعمليات اللحام. تعمق ووسع معرفتك باللحام!
القوس الكهربائي هو ظاهرة تفريغ غازي مستمر وشديد يحدث بين موصلين مشحونين.
تشكيل القوس
(1) دائرة كهربائية قصيرة بين قضيب اللحام وقطعة العمل
في حالة حدوث دائرة كهربائية قصيرة، يتم تسخين نقاط التلامس الفردية ذات كثافة التيار العالية بواسطة حرارة المقاومة، q = I^2Rt، حيث I هي شدة التيار وR هي المقاومة. تكون شدة المجال الكهربائي في فجوة الهواء الصغيرة عالية جدًا، مما يؤدي إلى:
① هروب عدد صغير من الإلكترونات
② نقاط التلامس الفردية التي يتم تسخينها وصهرها وحتى تبخرها وتبخيرها
③ وجود العديد من الأبخرة الفلزية ذات القدرة المنخفضة على التأين.
قراءة ذات صلة: كيف تختار قضيب اللحام المناسب؟
(2) رفع قضيب اللحام على مسافة مناسبة
تحت تأثير الإثارة الحرارية ومجال كهربائي قوي، يبعث القطب السالب إلكترونات ويتحرك بسرعة عالية، ويصطدم بالجزيئات والذرات المتعادلة فيثيرها أو يؤينها. وينتج عن ذلك:
هيكل القوس وتوزيع درجة الحرارة
يتألف القوس من ثلاثة أجزاء: منطقة الكاثود (عادةً ما تكون بقعة بيضاء ساطعة في نهاية القطب)، ومنطقة الأنود (منطقة رقيقة ساطعة في الحمام تقابل نهاية القطب على قطعة العمل)، ومنطقة عمود القوس (فجوة الهواء بين القطبين).
شروط الاحتراق القوسي المستقر
(1) مصدر طاقة مناسب
يجب أن يكون هناك مصدر طاقة يفي بالمتطلبات الكهربائية لقوس اللحام.
أ) إذا كان التيار منخفضًا جدًا، يكون تأين الغاز بين فجوات الهواء غير كافٍ، وتكون مقاومة القوس عالية، ويلزم جهد قوس أعلى للحفاظ على مستوى التأين اللازم.
ب) كلما زاد التيار، زاد مستوى تأين الغاز، وتحسنت الموصلية، وانخفضت مقاومة القوس، وانخفض جهد القوس. ومع ذلك، يجب ألا ينخفض الجهد عن نقطة معينة، من أجل الحفاظ على قوة المجال الكهربائي اللازمة وضمان انبعاث الإلكترونات والطاقة الحركية للجسيمات المشحونة.
(2) اختيار القطب الكهربائي وتنظيفه بشكل صحيح
من المهم استخدام أقطاب كهربائية نظيفة ذات طلاء مناسب.
(3) منع النفخ الجزئي
يجب اتخاذ تدابير لمنع النفخ الجزئي.
(4) قطبية القطب الكهربائي
في اللحام، عند استخدام ماكينة لحام بالتيار المستمر، هناك طريقتان: التوصيل الإيجابي والتوصيل العكسي.
مكيف الهواء معدات اللحام بالقوس الكهربائي
يتم استخدام معدات اللحام بالقوس المتردد على نطاق واسع، وتتغير قطبية القطب الكهربائي بشكل متكرر، لذلك لا توجد مشكلة في القطبية.
يتم توصيل قطعة العمل بالقطب الموجب لمصدر الطاقة ويتم توصيل القطب الكهربائي بالقطب السالب. هذه هي طريقة التوصيل العادية المستخدمة في عمليات اللحام العامة.
يتم توصيل قطعة العمل بالقطب السالب لمصدر الطاقة ويتم توصيل القطب الكهربائي بالقطب الموجب. تستخدم هذه الطريقة بشكل عام في لحام الألواح الرقيقة لمنع الاحتراق.
1). عملية اللحام
2). خصائص تسخين اللحام بقضيب اللحام بالقوس القوسي
تكوين قضيب اللحام للحام القوسي اليدوي
يتكون قضيب اللحام للحام القوسي اليدوي من قلب لحام وطلاء.
① كقطب كهربائي للحام القوسي، يقوم بتوصيل الكهرباء مع قطعة العمل لتشكيل قوس كهربائي.
② أثناء عملية اللحام، يذوب المعدن المنصهر باستمرار ويتم نقله إلى الحوض المنصهر المتحرك، حيث يتبلور مع المعدن الأساسي المنصهر لتشكيل اللحام.
① دور الطلاء
يوفر الطلاء حماية فعالة للحوض المنصهر ومفصل الخبث، ويزيل أكسدة المعدن المنصهر في الحوض ويزيل الكبريت منه، ويتسرب سبيكة إلى معدن الحوض المنصهر لتحسين الخواص الميكانيكية للحام. كما أنها تعمل على استقرار القوس لتحسين عملية اللحام.
② تركيبة الطلاء
أنواع قضبان اللحام
تنقسم قضبان اللحام إلى عشر فئات:
الاختيار مبدأ اللحام قضيب
عند اختيار قضيب اللحام، يجب مراعاة المبادئ التالية:
تغير وتوزيع درجة الحرارة في اللحام وتوزيعها
درجة حرارة المعدن في منطقة اللحام في الزيادة وتصل إلى حالة مستقرة، ثم تنخفض تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة.
التغيرات في البنية المجهرية وخصائص الوصلات الملحومة (باستخدام الفولاذ منخفض الكربون كمثال)
العيوب الرئيسية للوصلات الملحومة
الثقوب المنفوخة هي ثقوب تتشكل عندما لا تتسرب الفقاعات الموجودة في الحوض المنصهر أثناء التصلب.
تدابير الوقاية:
أ) قم بتجفيف قضيب اللحام وتنظيفه بالكامل سطح اللحام والمنطقة المحيطة بقطعة العمل.
ب) استخدام تيار لحام مناسب وتشغيله بشكل صحيح.
تضمين الخبث هو الخبث الذي يبقى في اللحام بعد اللحام.
الاحتياطات:
أ) تنظيف سطح اللحام بعناية.
ب) إزالة الخبث تمامًا بين الطبقات أثناء اللحام متعدد الطبقات.
ج) إبطاء معدل تبلور الحوض المنصهر.
أ) الكراك الساخن
التصدع الساخن هو صدع في الوصلة الملحومة يتشكل عندما يبرد المعدن بالقرب من الصلابة أثناء اللحام.
التدابير الوقائية:
تقليل الصلابة الهيكلية, التسخين المسبق قبل اللحاموتقليل السبائك، واختيار أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين ذات مقاومة جيدة للتشقق، إلخ.
ب) الكراك البارد
الشرخ البارد هو شرخ في الوصلة الملحومة يحدث عندما تبرد إلى درجة حرارة منخفضة.
الاحتياطات:
أ) استخدام قطب كهربائي منخفض الهيدروجين، وتجفيف وإزالة الزيت والصدأ من سطح قطعة العمل.
ب) التسخين قبل اللحام والمعالجة الحرارية بعد اللحام.
الاختراق غير الكامل هو ظاهرة لا يتم فيها اختراق جذر الوصلة الملحومة بالكامل.
الأسباب:
زاوية أخدود أو فجوة صغيرة جدًا، أو حافة غير حادة سميكة جدًا، أو أخدود غير نظيف، أو قطب كهربائي سميك جدًا، أو سريع جدًا سرعة اللحاموتيار اللحام الصغير جدًا، والتشغيل غير السليم.
الاندماج غير الكامل هو ظاهرة لا يكتمل فيها الاندماج بين اللحام والمعدن الأساسي.
الأسباب:
الأخدود غير النظيف، وقطر القطب الزائد، والتشغيل غير السليم.
التقويض عبارة عن أخدود أو انخفاض على طول الجزء المعدني الأساسي من مقدمة اللحام.
الأسباب:
تيار لحام مفرط، قوس طويل جداً، زاوية قطب كهربائي غير مناسبة، إلخ.
أسباب الإجهاد والتشوه الناتج عن اللحام
التسخين الموضعي أثناء اللحام هو السبب الرئيسي لإجهاد اللحام والتشوه.
الأشكال الأساسية لتشوه اللحام
تدابير العملية لمنع تشوه اللحام والحد منه
تدابير العملية لتقليل إجهاد اللحام
إن عملية اللحام حيث يحترق القوس تحت طبقة من التدفق يعرف باسم اللحام بالقوس المغمور (SAW).
تتميز SAW بالتجميع الأوتوماتيكي لضرب القوس الكهربائي وتغذية القطب الكهربائي، وبالتالي يشار إليها أيضًا باسم اللحام بالقوس الكهربائي الأوتوماتيكي المغمور (SAAW).
يوفر لحام القوس المغمور (SAW) العديد من الفوائد، بما في ذلك:
ومع ذلك، فإن SAW غير مناسب لجميع أنواع اللحام. إنه الأنسب للحام اللحامات المسطحة والطويلة المستقيمة واللحامات المحيطية ذات القطر الكبير. بالنسبة للحامات القصيرة، واللحامات المتعرجة، والمواقع الضيقة، واللحامات الرقيقة لحام الألواح، قد لا توفر SAW النتائج المرجوة.
اللحام المحمي بالغاز الذي يستخدم الأرجون كـ غاز التدريع يُعرف باسم اللحام بغاز التنغستن الخامل (TIG) أو اللحام بقوس الأرجون.
يحمي الأرجون، كونه غاز خامل، القطب الكهربائي والمعدن المنصهر من التأثيرات الضارة للهواء.
بناءً على نوع القطب المستخدم, اللحام بقوس الأرجون يمكن تصنيفها إلى نوعين:
اللحام بقوس الأرغون الكهربائي غير القابل للانصهار
اللحام بالقوس الكهربائي غير المنصهر بالأرجون هو نوع من اللحام بالقوس الكهربائي بالأرجون حيث يُستخدم القطب الكهربائي فقط لتوليد قوس كهربائي وانبعاث الإلكترونات. يُضاف معدن الحشو بشكل منفصل.
الأقطاب الكهربائية الشائعة المستخدمة في هذه العملية هي أقطاب التنغستن المخدرة بأكسيد الثوريوم أو أكسيد السيريوم. وتتمتع هذه الأقطاب بقدرة انبعاث حراري إلكتروني عالية، ونقطة انصهار عالية، ونقطة غليان عالية (3700 كلفن و5800 كلفن على التوالي).
لحام MIG
يُعرف اللحام بغاز التنجستن الخامل (TIG) بتياره المنخفض واختراقه الضحل. وعلى الرغم من ذلك، فإنه غالبًا ما يُستخدم في لحام السبائك متوسطة إلى عالية السماكة مثل تيتانيوموالألومنيوم والنحاس وغيرها. ويرجع ذلك إلى قدرتها على تحقيق مستويات إنتاجية عالية.
فيما يلي الخصائص الرئيسية للحام القوسي بالأرجون (اللحام بالتيغ (TIG)):
اللحام المحمي بالغاز الذي يستخدم ثاني أكسيد الكربون (CO2) كغاز تدريع يشار إليه باسم اللحام بالقوس المعدني الغازي (GMAW) أو اللحام بالغاز الخامل المعدني (MIG).
إن الغرض الأساسي من استخدام ثاني أكسيد الكربون كغاز تدريع هو عزل منطقة اللحام عن الهواء ومنع التأثيرات الضارة للنيتروجين على المعدن المنصهر. وهذا يساعد على الحفاظ على سلامة اللحام وإنتاج نتائج عالية الجودة.
أثناء اللحام:
2CO2=2CO+أكسجين2 CO2=C+O2
لذلك، يتم إجراء اللحام في ثاني أكسيد الكربون2وأول أكسيد الكربون والأكسجين2 جو الأكسدة.
خصائص اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون:
اللحام بالخبث الكهربائي (ESW) هو تقنية لحام تستخدم الحرارة الناتجة عن مقاومة تيار كهربائي يمر عبر خبث سائل لإنتاج اللحام.
عادةً ما يكون قوس اللحام عبارة عن قوس حر، مما يعني أن جزءًا فقط من الغاز في منطقة القوس يتأين ودرجة الحرارة ليست عالية بما فيه الكفاية.
ومع ذلك، عندما ينضغط القوس الحر إلى قوس ذي كثافة طاقة عالية، يصبح الغاز في عمود القوس متأينًا بالكامل ويتحول إلى بلازما، وهي حالة رابعة من المادة تتكون من أيونات موجبة وسالبة.
تتسم أقواس البلازما بدرجات حرارة عالية (تتراوح بين 15,000 و30,000 كلفن)، وكثافة طاقة عالية (تصل إلى 480 كيلوواط/سم2)، وتدفقات البلازما سريعة الحركة (عدة أضعاف سرعة الصوت).
هناك ثلاثة تأثيرات ضغط في قوس البلازما اللحام:
وتؤدي تأثيرات الضغط الثلاثة هذه إلى قوس بلازما يبلغ قطره حوالي 3 مم فقط، ولكن مع تحسن كبير في كثافة الطاقة ودرجة الحرارة وسرعة الهواء.
فيما يلي الخصائص الرئيسية لـ اللحام بقوس البلازما:
اللحام بالشعاع الإلكتروني الفراغي (VEBW) هو عملية لحام حيث يتم توجيه شعاع إلكتروني موجه وعالي السرعة نحو قطعة العمل، مما يحول طاقته الحركية إلى طاقة حرارية ويذيب قطعة العمل لتشكيل اللحام.
فيما يلي الخصائص الرئيسية للحام بالحزمة الإلكترونية الفراغية (VEBW):
اللحام بالليزر هي عملية لحام تستخدم شعاع ليزر مركز لتوصيل الحرارة إلى اللحام.
فيما يلي الخصائص الرئيسية للحام بالليزر:
اللحام بالمقاومة هي عملية لحام يتم فيها الضغط من خلال الأقطاب الكهربائية بعد دمج قطع العمل. وتستخدم حرارة المقاومة الناتجة عن التيار المار عبر سطح التلامس في الوصلة والمنطقة المحيطة بها في لحام قطع العمل.
هناك أنواع مختلفة من اللحام بالمقاومة، بما في ذلك اللحام الموضعيواللحام بالدرز واللحام التناكبي. كل من هذه الطرق لها خصائص فريدة من نوعها وتستخدم في طرق محددة تطبيقات اللحام.
اللحام النقطي هو تقنية لحام بالمقاومة حيث يتم ربط قطع العمل معاً في وصلة لولبية وتوضع بين قطبين كهربائيين. تعمل حرارة المقاومة المتولدة من التيار المار عبر سطح التلامس للمفصل والمنطقة المحيطة به على إذابة المعدن الأساسي لتشكيل بقعة لحام.
تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي في صفائح اللحام وتنطوي على ثلاث خطوات: التحميل المسبق لضمان التلامس الجيد لقطع العمل، وتشغيل الطاقة لتشكيل كتلة صلبة وحلقة بلاستيكية عند اللحام، وكسر نقطة التشكيل التي تسمح للكتلة بالتبريد والتبلور تحت تأثير الضغط المستمر، مما ينتج عنه وصلة ملحومة ذات بنية كثيفة ولا يوجد بها تجويف أو تشقق انكماش.
اللحام بالتماس هو نوع من اللحام بالمقاومة حيث يتم ترتيب قطعة العمل في لفة أو وصلة ترقوية وتوضع بين قطبين أسطوانيين. تقوم البكرات بالضغط على قطعة العمل أثناء دورانها، ويتم تطبيق الطاقة بشكل مستمر أو متقطع لتشكيل لحام مستمر. تُستخدم طريقة اللحام هذه عادةً في الهياكل التي تتطلب لحامات منتظمة ولها متطلبات إحكام، وعادةً ما يكون سمك اللوح أقل من 3 مم.
اللحام التناكبي هي عملية في اللحام بالمقاومة التي تربط بين قطعتي عمل على طول سطح التلامس بالكامل.
اللحام التناكبي بالمقاومة
اللحام التناكبي المقاوم هو عملية يتم فيها ربط قطعتي عمل معاً من طرف إلى طرف في وصلة تناكبية ثم يتم تسخينها إلى حالة بلاستيكية بواسطة حرارة المقاومة. يتم بعد ذلك الضغط لإكمال عملية اللحام. تُستخدم هذه الطريقة عادةً في لحام قطع العمل ذات الأشكال البسيطة والأقطار الصغيرة أو الأطوال الأقل من 20 مم ومتطلبات القوة المنخفضة.
اللحام التناكبي الوميضي
اللحام التناكبي الوامض هو عملية يتم فيها تجميع قطعتي عمل في وصلة تناكبية وتوصيلها بمصدر طاقة. يتم تلامس الوجهين النهائيين لقطعتي العمل تدريجياً ويتم تسخينهما بحرارة المقاومة حتى يصلان إلى درجة حرارة محددة مسبقاً ضمن نطاق عمق معين. وينتج عن ذلك توليد وميض يذيب المعدن النهائي. ثم يتم قطع الطاقة ويتم تطبيق قوة مزعجة بسرعة لإكمال اللحام.
تتفوق جودة الوصلة في اللحام التناكبي الوميضي على جودة اللحام بالمقاومة وتتساوى الخواص الميكانيكية للحام مع تلك الخاصة بالمعدن الأساسي. ليست هناك حاجة لتنظيف السطح الملحوم مسبقًا للمفصل قبل اللحام.
يشيع استخدام اللحام التناكبي الوامض في لحام قطع العمل المهمة، ويمكن استخدامه في لحام المعادن المتشابهة وغير المتشابهة، وكذلك الأسلاك المعدنية بسماكة صغيرة تصل إلى 0.01 مم والقضبان المعدنية والمقاطع الجانبية بسماكة كبيرة تصل إلى 20000 مم.
اللحام بالاحتكاك هو اللحام بالضغط العملية التي تستخدم الحرارة المتولدة من الاحتكاك بين أسطح قطع العمل للوصول بالوجه النهائي إلى حالة اللدونة الحرارية، ثم الانزعاج بسرعة لإكمال اللحام.
الخصائص الرئيسية لـ اللحام بالاحتكاك:
تطهير الأسطح: يعمل الاحتكاك المتولد أثناء عملية اللحام على إزالة طبقة الأكسيد والشوائب الموجودة على سطح التلامس لقطع العمل، مما ينتج عنه بنية كثيفة وخالية من العيوب في الوصلة الملحومة.
التوافق مع معادن مختلفة: يمكن استخدام اللحام الاحتكاكي في لحام المعادن المتماثلة والمختلفة على حد سواء، مما يجعله مناسبًا تمامًا لمجموعة واسعة من تطبيقات اللحام.
إنتاجية عالية: يُعرف اللحام بالاحتكاك بإنتاجيته العالية، مما يجعله طريقة فعالة للحام قطع العمل.
يمكن تصنيف عملية اللحام بالنحاس إلى فئتين بناءً على درجة انصهار معدن الحشو بالنحاس: اللحام بالنحاس الصلب واللحام بالنحاس اللين.
اللحام بالنحاس
يُعرف اللحام بالنحاس مع نقطة انصهار لحام أعلى من 450 درجة مئوية باسم اللحام بالنحاس الصلب. تشمل معادن الحشو المستخدمة في عملية اللحام بالنحاس الصلب النحاس والفضة والألومنيوم وسبائك أخرى. تشمل التدفقات شائعة الاستخدام البوراكس وحمض البوريك والفلورايد والكلوريد وغيرها. تشمل طرق تسخين اللحام بالنحاس الصلب تسخين اللهب وتسخين حمام الملح والتسخين بالمقاومة والتسخين بالحث عالي التردد. يمكن أن تصل قوة الوصلة الملحومة بالنحاس إلى 490 ميجا باسكال، مما يجعلها مناسبة لقطع العمل التي تعاني من إجهاد عالٍ وتتعرض لدرجات حرارة عمل عالية.
اللحام
يُعرف اللحام بالنحاس مع درجة انصهار لحام أقل من 450 ℃ باسم اللحام بالنحاس اللين. يشيع استخدام سبائك القصدير والرصاص كجنود لحام ناعم. يشيع استخدام محاليل الصنوبري وكلوريد الأمونيوم كتدفقات، كما يشيع استخدام مكواة اللحام وغيرها من طرق التسخين باللهب في التسخين.
فيما يلي الخصائص الرئيسية للحام بالنحاس النحاسي:
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 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO