كيفية منع المسامية في لحام TIG: قائمة مرجعية

مقدمة

تعد المسامية واحدة من أكثر العيوب شيوعًا واستمرارًا في لحام TIG. تظهر على شكل ثقوب صغيرة على سطح اللحام أو على شكل فراغات مخفية محاصرة تحتها. على الرغم من أنها قد تبدو في البداية وكأنها مشكلة تجميلية بسيطة، إلا أن المسامية تقلل في الواقع من القوة، وتقصر من عمر التعب، ويمكن أن تخلق مسارات تسرب في المكونات التي يجب أن تتحمل الضغط أو السوائل.

التحدي الذي يواجه المسامية هو أنها لا تأتي من مصدر واحد. يمكن للمواد الأساسية الملوثة، ومعالجة الحشو، والرطوبة، وعدم استقرار الغاز التدريعي، وتقنية القوس أن تدخل الغازات إلى البركة المنصهرة. وبمجرد الوصول إلى هناك، قد لا تتمكن هذه الغازات من الهروب قبل أن يتصلب المعدن.

ولحسن الحظ، فإن الآليات الكامنة وراء المسامية مفهومة جيدًا، وكذلك طرق الوقاية منها. توفر هذه المقالة قائمة مرجعية شاملة لمساعدتك في تحديد الأسباب المحتملة للمسامية وتنفيذ استراتيجيات الوقاية الفعالة.

فهم المسامية في لحام TIG

ما هي المسامية؟

المسامية في لحام TIG هو وجود تجاويف غازية تبقى داخل معدن اللحام بعد أن يتصلب. تتشكل هذه التجاويف عندما تنحصر الغازات في البركة المنصهرة ولا يمكنها الهروب قبل التبريد. والنتيجة هي لحام قد يبدو مستمرًا من الخارج ولكنه يحتوي على مساحات فارغة تضعف بنيته.

هناك عدة مصادر يمكن أن تدخل الغاز إلى حمام السباحة:

• تتحلل الزيوت والطلاء والصدأ والأكاسيد الموجودة على المادة الأساسية أو الحشو إلى غازات

• تضيف الرطوبة الهيدروجين الذي يذوب في المعدن السائل وينفصل عندما يبرد

• مشاكل التدريع، مثل التيارات الهوائية أو ضعف تدفق الغاز، تسمح للهواء بالاختلاط مع القوس

إذا لم يتم إطلاق هذه الغازات في الوقت المناسب، فإنها تظل محبوسة في اللحام.

لماذا المسائل المسامية

القوة ومقاومة التعب
تقلل المسامية من المساحة الفعالة للمعدن الصلب وتركز الضغط حول كل فراغ. وفي ظل التحميل الدوري، تصبح تلك الضغوط المركزة بمثابة نقاط بدء التشقق. في حين أن المسام المتناثرة أقل ضررًا من المجموعات، إلا أن كلاهما يقلل من عمر التعب.

إحكام التسرب وسلامة الضغط
عندما تحتاج اللحامات إلى أن تكون محكمة الغلق أو مانعة لتسرب السوائل، يمكن حتى للمسام الواحد أن يعمل كقناة. يمكن للعديد من المسام المصطفة أن تخلق نفس التأثير، مما يؤدي غالبًا إلى فشل أثناء اختبار الضغط. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص في أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم حيث يكون الختم هو المطلب الأساسي.

مخاطر التآكل وسلامة السطح
تخلق المسام المفتوحة جيوبًا تحبس الماء أو الأحماض أو بقايا المتاجر. على الفولاذ المقاوم للصدأ، يؤدي ذلك إلى تعزيز التآكل والتنقر الموضعي. في الألومنيوم، يمكن أن تحتوي المسام على زيوت أو سوائل تتلطخ أو تتفحم لاحقًا أثناء الخدمة.

أنواع المسامية

مسامية الثقب السطحي:
فتحات صغيرة مستديرة على وجه الخرزة تظهر بشكل عشوائي أو تصطف على طول خط الوسط. إنها تشير إلى أن الحماية أو النظافة أو الاستقرار البيئي يحتاج إلى الاهتمام.

المسامية تحت السطحية،
وهي مخفية تحت خرزة ناعمة، ويتشكل هذا النوع عندما تتنوى الفقاعات وتنمو داخل حوض السباحة ولكن السطح يبقى مغلقًا. قد يجتاز المفصل الفحص البصري ولكنه يظهر فراغات أثناء التقسيم أو اختبار التسرب.

مسامية الكتلة
العديد من الفراغات الصغيرة المتجمعة في منطقة محلية، تشير في كثير من الأحيان إلى سبب واحد يعمل على مسافة قصيرة - مثل تيار هوائي يصيب قسمًا واحدًا من التماس أو رقعة ملوثة على المعدن الأساسي.

تظهر مسامية الحفرة
في نهاية الخرزة عندما ينكمش حوض السباحة بسرعة كبيرة دون وجود حماية كافية أو حشو للحفاظ على تغذية السطح أثناء تجميده.

---

قائمة التحقق من الوقاية

التنظيف والتحضير قبل اللحام

يمكن أن يؤدي أي تلوث على المفصل أو الحشو إلى إطلاق الغاز، لذا تبدأ الوقاية بالتنظيف الشامل.

تحضير المعادن الأساسية

• إزالة جميع الملوثات السطحية : يجب التخلص من الزيوت والطلاء والصدأ وقشور المطاحن وأغشية الأكسيد. تتحلل هذه الملوثات تحت حرارة القوس وتطلق غازات مثل الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.

• التنظيف الميكانيكي : بالنسبة للفولاذ الكربوني، قم بالطحن حتى يتم كشف المعدن العاري. بالنسبة للألمنيوم، استخدم فرشاة سلكية مخصصة من الفولاذ المقاوم للصدأ لتفتيت طبقة الأكسيد، وهي طبقة استرطابية (تمتص الرطوبة).

• إزالة الشحوم الكيميائية : امسح الأسطح باستخدام الأسيتون أو كحول الأيزوبروبيل. تجنب المذيبات التي قد تترك بقايا.

• تنظيف منطقة المفصل : قم بتمديد عملية التنظيف بما لا يقل عن 20-50 ملم على جانبي المفصل.

إدارة قضيب الحشو

• قم بتخزين قضبان الحشو بشكل صحيح : احتفظ بها في حاويات محكمة الغلق أو فرن قضبان مخصص لمنع امتصاص الرطوبة.

• نظف قبل الاستخدام : امسح قضبان الحشو بالأسيتون وقطعة قماش نظيفة قبل اللحام. قد تتفاجأ بكمية الغبار ومواد التشحيم التي تنفجر.

• التعامل مع القفازات النظيفة : تجنب لمس طرف الحشو بالأيدي العارية، لأن زيوت الجلد يمكن أن تلوث اللحام.

• فحص أطراف القضيب : قم بقطع أي أطراف داكنة أو مؤكسدة قبل الاستخدام.

حالة خاصة: المواد المطلية بالبرافين

إذا كنت تقوم بلحام ألواح محمية بطبقة من البارافين، فإن إزالة الشحوم أمر ضروري للغاية. يعد تلوث البارافين سببًا شائعًا للمسامية التي قد لا تكون مرئية إلا بعد اللحام.

فحص نظام الغاز التدريعي

تعد مشكلات الغاز التدريعي من بين الأسباب الأكثر مباشرة للمسامية. يجب أن يغطي الأرجون حوض السباحة باستمرار من البداية إلى النهاية.

نوع الغاز والنقاء

• استخدم الغاز الصحيح : لحام TIG على الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم، استخدم 100% أرجون. يعد النيتروجين خيارًا سيئًا للحماية، فهو يذوب بسهولة في المعدن السائل ويسبب المسامية أثناء محاولته الهروب أثناء التبريد.

• التحقق من مستويات النقاء : يتطلب TIG الصناعي نقاء الأرجون بنسبة 99.99% على الأقل. بالنسبة للألمنيوم والتيتانيوم، فكر في الأرجون عالي النقاء (99.999%).

• التحقق من مصدر الغاز : إذا ظهرت المسامية فجأة بعد تغيير أسطوانات الغاز، فاشتبه بوجود غاز ملوث أو رطوبة في الزجاجة.

إعدادات معدل التدفق

يجب ضبط تدفق الغاز بشكل صحيح، فكلاهما منخفض جدًا أو مرتفع جدًا يسبب مشاكل.

معدلات التدفق المثالية حسب حجم الفوهة  :

• منخفض جدًا : يفشل في إزاحة الهواء، مما يسبب الأكسدة والمسامية

• مرتفع جدًا : يخلق اضطرابًا يسحب الهواء المحيط إلى تيار الغاز الواقي

• القاعدة العامة : 12-20 CFH نموذجي للأماكن المغلقة لحام TIG

فوائد عدسة الغاز

تحتوي عدسة الغاز على شبكة متعددة الطبقات من الفولاذ المقاوم للصدأ تعمل على تحويل التدفق المضطرب إلى تدفق صفحي مستقر. تشمل الفوائد ما يلي:

• تغطية حماية أوسع وأعمق

• لاصق تنجستن أطول (يصل إلى 10 مم أو أكثر)

• تحسين الرؤية

• تقليل خطر دخول الهواء

اختبار تسرب النظام

• فحص جميع التوصيلات : يجب فحص الخراطيم والتجهيزات والمنظمات ووصلات الشعلة بانتظام.

• اختبار الصابون : ضع محلولًا خفيفًا من الماء والصابون على المفاصل وابحث عن الفقاعات.

• التحقق من مكونات الشعلة : استبدل الحلقات الدائرية البالية، أو الأكواب المتشققة، أو الأغطية الخلفية التالفة.

الضوابط البيئية

نادرًا ما تكون المتاجر ساكنة، وحتى التيارات الخفيفة يمكن أن تزعج التدريع.

حماية الرياح والمشروع

• تجنب المراوح والتيارات الهوائية : ضع العمل بعيدًا عن تدفق الهواء المباشر. حتى حركة الهواء الطفيفة يمكن أن تعطل تغطية الغاز.

• استخدم الحواجز : في الظروف الخارجية أو المنعشة، قم بإعداد شاشات لحام أو حاويات مؤقتة.

• تعرف على الحدود : تجنب اللحام في ظروف الرياح المحيطة التي تزيد سرعتها عن 2 م/ث.

إدارة الرطوبة

• مراقبة مستويات الرطوبة : في أيام الرطوبة العالية (أعلى من 80%)، يصبح لحام الألومنيوم عرضة للمسامية بشكل خاص.

• التسخين المسبق عند الحاجة : بالنسبة للألواح السميكة، يساعد التسخين المسبق إلى 100-150 درجة مئوية على التخلص من الرطوبة الممتصة وإبطاء التبريد، مما يمنح الفقاعات مزيدًا من الوقت للهروب.

الشعلة وإعداد المواد الاستهلاكية

تحضير التنغستن

• الطحن الطولي : طحن التنغستن طوليًا (موازيًا لمحور القطب الكهربائي)، وليس محيطيًا. تتسبب علامات الطحن المستعرضة في تجول القوس وعدم تركيزه.

• استخدم مطحنة مخصصة : إذا أمكن، استخدم مطحنة مخصصة للتنغستن لتجنب التلوث.

• حافظ على شكل الطرف المناسب : بالنسبة للحام بالتيار المستمر، احتفظ بطرف حاد. بالنسبة لألومنيوم التيار المتردد، فإن الطرف المستدير قليلًا يعمل بشكل أفضل.

• تطابق حجم التنغستن مع التيار  :

حالة الفوهة والكوليت

• التحقق من حجم الكوب : تأكد من أن فتحة الفوهة كبيرة بما يكفي لقطر التنغستن ومتطلبات تدفق الغاز.

• فحص الأضرار : إن الأكواب الخزفية المتشققة أو الأطواق المشوهة تؤثر على تغطية الغاز واستقرار القوس.

• حافظ على نظافة الأكواب : قم بإزالة البقع والحطام الذي قد يعطل تدفق الغاز.

تقنية المشغل

في بعض الأحيان يتم 'لحام' المسامية بدلاً من جلبها، وهذه التقنية لها أهمية كبيرة.

التحكم في طول القوس

• اجعلها قصيرة : الأقواس الطويلة هي أعداء المسامية. يعمل القوس الطويل على توسيع مخروط القوس، ويضعف التدريع، ويسمح للهواء بالاختلاط مع حوض السباحة.

• النطاق المستهدف : الحفاظ على طول القوس عند 1.0-2.0 ملم. بالنسبة للمواد الرقيقة، أبقِها محكمة قدر الإمكان.

• القاعدة الأساسية : يجب ألا يتجاوز طول القوس 1.5 مرة قطر التنغستن.

زاوية الشعلة وموقعها

• الحفاظ على الزاوية المناسبة : حافظ على زاوية الشعلة عند 70-85 درجة من الأفقي (10-20 درجة من الرأسي). يؤدي الميل المفرط (أكثر من 20-30 درجة) إلى انحراف تيار الغاز، مما يؤدي إلى كشف الحافة الخلفية للمسبح.

• انتبه إلى الحشو : يجب أن يظل طرف سلك الحشو داخل درع الغاز في جميع الأوقات. إذا قمت بسحبه بعيدًا جدًا، فإن الطرف الساخن يتأكسد ويسبب التلوث عند إعادة إدخاله.

تقنية حشو المعادن

• التغذية بسلاسة : أضف الحشو بلطف إلى الحافة الأمامية للبركة، وليس مباشرة في القوس.

• احتفظ بالحشو في الدرع : لا تدع سلك الحشو الساخن يخرج أبدًا من غلاف الغاز الواقي.

• اغمسي، لا تغطسي : ضعي مادة الحشو برفق بدلاً من غمرها في عمق حوض السباحة.

إدارة الحفرة

• استخدم مستدق التيار : قم بتقليل التيار تدريجيًا لمدة تزيد عن 2-3 ثوانٍ باستخدام دواسة القدم أو وظيفة ملء الحفرة.

• املأ الحفرة : استمر في إضافة مادة الحشو أثناء التناقص التدريجي الحالي لملء المنخفض.

• احترام ما بعد التدفق : بعد انطفاء القوس، أمسك الشعلة في موضعها لمدة 5-15 ثانية لحماية التنغستن والحفرة المبردة.

اعتبارات خاصة بالمواد

الفولاذ المقاوم للصدأ

• يعد التطهير الخلفي أمرًا ضروريًا : في الفولاذ المقاوم للصدأ، يجب حماية جانب الجذر. بدون تطهير الظهر، يذوب الأكسجين والنيتروجين في الجزء الخلفي من اللحام، مما يسبب 'التسكر' والمسامية الداخلية.

• التحكم في إدخال الحرارة : الفولاذ المقاوم للصدأ لديه موصلية حرارية منخفضة. الحرارة المفرطة تسبب هطول الأمطار كربيد والمسامية. استخدم الحد الأدنى من سرعات السفر الحالية والأسرع.

• خذ بعين الاعتبار TIG النبضي : يساعد وضع النبض في التحكم في مدخلات الحرارة والحفاظ على خصائص القوس المستقرة.

الألومنيوم

• الهيدروجين هو العدو : الألومنيوم حساس للغاية للهيدروجين. يذيب الألومنيوم السائل الهيدروجين بسهولة، لكن الألومنيوم الصلب لا يفعل ذلك، فالهيدروجين المحبوس يشكل مسامية أثناء التصلب.

• قم بإزالة الأكسيد جيدًا : يمتص أكسيد الألومنيوم الرطوبة. استخدم فرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ مباشرة قبل اللحام، ونظفها بالأسيتون أولاً.

• استخدم التيار المتردد مع التوازن المناسب : يوفر تيار التيار المتردد التنظيف الكاثودي لتفكيك الأكسيد. اضبط توازن التيار المتردد مع قطب كهربائي موجب بنسبة 20-30% للتنظيف المناسب.

• ضع في اعتبارك التسخين المسبق : على الألومنيوم السميك، يساعد التسخين المسبق إلى 100-150 درجة مئوية على التخلص من الرطوبة وإبطاء التبريد من أجل هروب الغاز.

• مشاهدة الأنابيب ذات القطر الصغير : تمثل أنابيب الألومنيوم الصغيرة تحديًا خاصًا لأن اللحام يبرد بسرعة، مما لا يترك سوى القليل من الوقت لخروج الهيدروجين. فكر في التطهير الداخلي حتى للأقطار الصغيرة.

تحسين المعلمة

سرعة التيار والسفر

• مطابقة التيار مع السُمك : بالنسبة للفولاذ الطري، استخدم حوالي 1 أمبير لكل 0.001 بوصة من السُمك كخط أساسي.

• الحفاظ على السير الثابت : تساعد السرعة الثابتة حمام السباحة على إطلاق الغاز المذاب قبل التجميد.

• تجنب الحرارة المفرطة : يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى خلق نسيج محبب ويزيد من امتصاص الغاز.

فوائد نبض TIG

يمكن أن يساعد TIG النبضي في منع المسامية عن طريق:

• تقليل متوسط ​​مدخلات الحرارة مع الحفاظ على الانصهار

• الحفاظ على تجمع اللحام مضغوطًا وسهل التحكم فيه

• السماح بخروج أفضل للغاز خلال مرحلة التيار المنخفض

• بالنسبة للمواد الرقيقة، قم بتعيين تردد النبض عند 30-100 هرتز

المراقبة البصرية ومراقبة الجودة

تضيف الأدوات الحديثة طبقة من الوقاية تتجاوز حكم المشغل.

كاميرات اللحام

تجعل كاميرات اللحام شكل الخرزة وطول القوس وسلوك التدريع مرئيًا في الوقت الفعلي. عندما تتسع الخرزة فجأة أو تتوسع المنطقة المتضررة بالحرارة، يمكن إجراء التعديلات على الفور بدلاً من إجراء التعديلات بعد تكوين المسامية.

المراقبة الحرارية

يكتشف التصوير الحراري ارتفاع درجة الحرارة مبكرًا، مما يسمح بالتدخل قبل أن تتطور المسامية.

فحص ما بعد اللحام

• الفحص البصري : ابحث عن ثقوب سطحية، أو تغير في اللون، أو مظهر غير منتظم للخرز

• اختبار التسرب : بالنسبة للمكونات المهمة، يكشف اختبار الضغط عن وجود مسامية غير مرئية على السطح

• التقسيم : عند استكشاف الأخطاء وإصلاحها، قم بقص العينات وتلميعها للكشف عن الفراغات الموجودة تحت السطح

---

القائمة الكاملة لمنع المسامية

استخدم قائمة المراجعة السريعة هذه قبل وأثناء كل مهمة لحام TIG:

قبل ضرب القوس

المواد الأساسية

• هل منطقة المفصل نظيفة من الزيت والطلاء والصدأ والأكاسيد؟

• هل تمت إزالة الشحوم من المادة باستخدام الأسيتون أو الكحول؟

• بالنسبة للألمنيوم: هل تمت إزالة الأكسيد ميكانيكيًا باستخدام فرشاة مخصصة مقاومة للصدأ؟

• هل تم تمديد منطقة التنظيف بمقدار 20 مم على الأقل من المفصل؟

حشو معدني

• هل يتم تخزين قضبان الحشو في مكان نظيف وجاف؟

• هل تم مسح القضبان بالأسيتون قبل الاستخدام؟

• هل نهايات القضيب خالية من الأكسدة أو السواد؟

• هل سيتم التعامل مع الحشو بقفازات نظيفة؟

التدريع الغاز

• هل غاز الأرجون نقي (99.99% كحد أدنى)؟

• هل معدل التدفق مناسب لحجم الفوهة (انظر الجدول)؟

• هل تم اختبار تسرب الخراطيم والتجهيزات مؤخرًا؟

• هل هناك زجاجة احتياطية متاحة لاختبار ما إذا كان هناك شك في تلوث الغاز؟

الشعلة والمواد الاستهلاكية

• هل أرض التنغستن طولية؟

• هل الفوهة نظيفة وخالية من الشقوق؟

• هل الحلقات والأختام في حالة جيدة؟

• هل حجم الكوليت مناسب لقطر التنغستن؟

بيئة

• هل منطقة العمل خالية من المسودات أو المراوح؟

• في حالة اللحام في الخارج، هل هناك حواجز في مكانها؟

• هل الرطوبة ضمن النطاق المقبول؟ (فكر في التسخين المسبق إذا كان مرتفعًا)

أثناء اللحام

• هل يظل طول القوس مشدودًا (1.0-2.0 مم)؟

• هل يتم الحفاظ على زاوية الشعلة عند 70-85 درجة؟

• هل يبقى سلك الحشو داخل درع الغاز في جميع الأوقات؟

• هل سرعة السفر ثابتة ومناسبة لسمك المادة؟

• بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ: هل تطهير الظهر فعال وكاف؟

• بالنسبة للألمنيوم: هل تم ضبط توازن التيار المتردد بشكل صحيح (20-30% EP)؟

عند اكتمال اللحام

• هل يتضاءل التيار تدريجياً؟

• هل الحفرة مملوءة بشكل صحيح؟

• هل يتم الحفاظ على ما بعد التدفق لمدة 5-15 ثانية؟

• هل التنغستن محمي حتى يبرد؟

---

خاتمة

يمكن الوقاية من المسامية في لحام TIG، لكن الوقاية تتطلب الاهتمام بالتفاصيل عبر عوامل متعددة. النظافة هي الأساس - أي تلوث على المعدن الأساسي أو الحشو يمكن أن يؤدي إلى إطلاق الغاز في حوض اللحام. يجب أن يكون غاز التدريع نقيًا ومتدفقًا بشكل صحيح ومحميًا من تيارات الهواء. تؤثر تقنية الشعلة، وخاصة طول القوس وإدارة أسلاك الحشو، بشكل مباشر على إمكانية خروج الغازات المحتبسة قبل التصلب.

تتطلب التحديات الخاصة بالمواد حلولاً مخصصة. يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ التطهير مرة أخرى؛ يتطلب الألومنيوم إزالة أكسيد صارمة والتحكم في الهيدروجين. تضيف أدوات المراقبة الحديثة مثل كاميرات اللحام طبقة إضافية من ضمان الجودة.

من خلال العمل من خلال قائمة المراجعة هذه بشكل منهجي، يمكنك تحديد مصدر المسامية عند ظهورها - والأهم من ذلك، منع حدوثها في المقام الأول. والنتيجة هي لحامات أقوى وأكثر موثوقية تلبي المتطلبات البصرية ومتطلبات الأداء.