عملية اللحام: التعريف والأنواع والعمليات

ويمكنك أيضًا تنزيل ملف PDF لهذه المقالة في نهايتها.

ما هو اللحام؟

اللحام هو عملية ربط دائمة يتم فيها تجميع قطعتين من المعدن معًا لتكوين قطعة واحدة عن طريق تسخين المعادن إلى نقاط انصهارها. تتم إضافة معدن إضافي يسمى أيضًا معدن الحشو أثناء عملية التسخين للمساعدة في ربط القطعتين معًا.

بشكل عام، هي عملية يمكن فيها ضم قطعتين معدنيتين متشابهتين (أو) غير متماثلتين عن طريق تسخينهما إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لدمج المعادن مع (أو) دون تطبيق الضغط ومع (أو) دون مساعدة مادة حشو.

ماكينة لحام

يتم استخدام آلة اللحام لتوليد الحرارة وتطبيق معدن الحشو. يتم توفير معدن الحشو لتشكيل المفصل، إما من القطب الكهربائي نفسه (أو) عن طريق مادة الحشو. درجة حرارة الحرارة المنتجة تتراوح بين 6000 درجة إلى 7000 درجة مئوية. لذا، دعونا نناقش ما هي الأنواع المختلفة لعمليات اللحام، وكيف يتم استخدامها في الصناعات؟

أنواع عمليات اللحام

وفيما يلي أنواع عمليات اللحام حسب طريقة توليد الحرارة:

1. لحام ميغ

2. لحام العصا

3. لحام TIG

4. اللحام بقوس البلازما

5. لحام شعاع الإلكترون

6. اللحام بشعاع الليزر

7. لحام الغاز

8. لحام قوس الحبل الجريان

9. اللحام الآلي بالهيدروجين

10. اللحام الكهربائي

1. لحام MIG

لحام MIG يحمل لحام الغاز الخامل المعدني. يتم تعريف عملية اللحام MIG أيضًا على أنها لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW) والذي يمكنك أيضًا تسميته لحام الأسلاك.

في هذا النوع من اللحام، يعمل سلك رفيع كقطب كهربائي يتم تغذيته من بكرة متصلة بمسدس من خلال أنبوب مرن ويخرج من الفوهة الموجودة على مسدس اللحام أو الشعلة. يتم تغذية السلك بشكل مستمر عند سحب الزناد بندقية لحام.

2. لحام القوس المعدني المحمي (SMAW)

يتم تعريفه أيضًا على أنه لحام القوس المعدني الذي يتم تشغيله يدويًا، أو اللحام القوسي المحمي بالتدفق، أو اللحام بالعصا. في هذا النوع من عمليات اللحام التي يتم فيها ضرب القوس بين القضيب المعدني أو القطب الكهربائي (المغطى بالتدفق) وقطعة الشغل، يتم ذوبان سطح كل من القضيب وقطعة الشغل لإنشاء حوض لحام.

سيؤدي الذوبان المتزامن لطبقة التدفق على القضيب إلى إنتاج الغاز والخبث، مما يحمي وصلة اللحام من البيئة. يعد اللحام بالقوس المعدني المحمي عملية مختلفة مثالية لربط المواد الحديدية وغير الحديدية بسماكة المادة في جميع المواضع.

3. لحام TIG

يرمز لحام TIG إلى لحام قوس غاز التنغستن الخامل، ويُعرف أيضًا من مجتمع اللحام الأمريكي باسم (GTAW). تسمى عملية اللحام هذه أيضًا باللحام بالغاز.

يستخدم لحام TIG قطب التنغستن لأن التنغستن لديه نقطة انصهار عالية. عندما نأخذ يصبح قطب اللحام tig ساخنًا لكنه لا يذوب نقول إنه قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك. الأقطاب الكهربائية غير القابلة للاستهلاك لا تعني أنها لا تدوم إلى الأبد ويعني أنها لا تذوب وتصبح جزءًا من اللحام.

4. لحام قوس البلازما (PAW)

لحام قوس البلازما (PAW) هو عملية لحام قوسي تستخدم الحرارة الناتجة عن قوس مضغوط بين قطب كهربائي غير مستهلك من التنغستن وقطعة العمل (عملية القوس المنقولة) أو فوهة التضييق المبردة بالماء (عملية القوس غير المنقولة).

البلازما عبارة عن خليط غازي من الأيونات الموجبة والإلكترونات وجزيئات الغاز المحايدة. تعمل عملية القوس المنقول على إنشاء نفاثات بلازما ذات كثافة طاقة عالية ويمكن استخدامها في اللحام عالي السرعة وقطع السيراميك وسبائك النحاس والفولاذ والألمنيوم وسبائك النيكل وسبائك التيتانيوم.

5. اللحام بالشعاع الإلكتروني (EBW)

اللحام بشعاع الإلكترون هو عملية لحام تطبق الحرارة الناتجة عن شعاع من الإلكترونات عالية الطاقة. تصطدم الإلكترونات بقطعة الشغل وتتحول طاقتها الحركية إلى طاقة حرارية لتسخين المعدن بحيث يمكن توصيل حواف قطعة الشغل ويتكون اللحام بعد التجميد.

EBM هي أيضًا عملية لحام بالحالة السائلة. حيث يتم تصنيع الوصلة من المعدن إلى المعدن في حالة سائلة أو منصهرة. وتوصف أيضًا بأنها عملية لحام لأنها تقبل الطاقة الحركية للإلكترونات لربط قطعتي عمل معدنيتين.

6. اللحام بشعاع الليزر (LBW)

لحام شعاع الليزر (LBW) هي عملية لحام، حيث تتشكل الحرارة بواسطة شعاع ليزر عالي الطاقة يستهدف قطعة العمل. يقوم شعاع الليزر بتسخين أطراف قطعة العمل وصهرها، مما يؤدي إلى إنشاء وصلة.

في اللحام بالليزر (LBM) يتم تشكيل المفصل كسلسلة من اللحامات النقطية المتداخلة أو كلحام مستمر. يُستخدم اللحام بالليزر في صناعات الإلكترونيات والاتصالات والفضاء لتصنيع المعدات الطبية والعلمية التي تشتمل على مكونات صغيرة.

7. اللحام بالغاز

يتم إجراء اللحام بالغاز عن طريق صهر الجوانب أو الأسطح المراد توصيلها بواسطة لهب الغاز وتوفير تدفق المعدن المنصهر معًا، وبالتالي تكوين وصلة صلبة مستمرة عند التبريد.

تُستخدم مخاليط الأكسجين والأسيتيلين بدرجة أكبر من غيرها وتحتل مكانة بارزة في صناعة اللحام. تبلغ درجة حرارة لهب الأوكسي أسيتيلين في المنطقة الأكثر سخونة حوالي 3200 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة الحرارة التي تصل في لهب الأوكسي هيدروجين حوالي 1900 درجة مئوية.

8. اللحام القوسي ذو القلب الجريان (FCAW)

هذا النوع من اللحام يشبه تقريبًا لحام ميغ . في الواقع، يمكن لعمال اللحام MIG في كثير من الأحيان إجراء اللحام القوسي ذو القلب المتدفق. في هذا اللحام، يحتوي السلك على قلب من التدفق يشكل درعًا غازيًا حول اللحام. وهذا يقلل من الطلب على إمدادات الغاز الخارجية.

يعتبر FCAW أكثر ملاءمة للمعادن الخشنة والثقيلة لأنها عملية لحام عالية الحرارة. وعادة ما يستخدم لإصلاح المعدات الثقيلة لهذا الغرض. إنها عملية لا تنتج الكثير من النفايات. ونظرًا لعدم الحاجة إلى غاز خارجي، فهو أيضًا أقل تكلفة.

9. اللحام بالهيدروجين الذري

اللحام بالهيدروجين الذري هو شكل من أشكال اللحام ذو درجة حرارة عالية للغاية يُعرف باسم اللحام الذري القوسي. يتطلب هذا النوع من اللحام استخدام غاز الهيدروجين لحماية قطبين كهربائيين مكونين من التنغستن. يمكن أن يصل إلى درجات حرارة أعلى من شعلة الأسيتيلين ويمكن إجراؤه بمعدن حشو أو بدونه.

10. اللحام الكهربائي

إنها عملية لحام متقدمة تستخدم لربط الأطراف الرفيعة لقطعتين معدنيتين معًا عموديًا. بدلاً من استخدام اللحام في الجزء الخارجي من المفصل، فإنه سيتم بين طرفي القطعتين.

يتم تغذية سلك القطب النحاسي من خلال أنبوب توجيه معدني يعمل كمعدن حشو. عند إضافة الطاقة، يتم إنتاج القوس، ويبدأ اللحام أسفل خط التماس ويتم تحريكه للأعلى ببطء، مما يؤدي إلى إنشاء لحام في مكان خط التماس.

أنواع أوضاع اللحام

فيما يلي الأنواع الأربعة الرئيسية لمواقع اللحام:

1. الوضع المسطح (1G و1F)

2. الوضع الأفقي (2G و2F)

3. الوضع الرأسي (3F و3G)

4. الوضع العلوي (4G و4F)

1. موقف مسطح

النوع الأكثر وضوحًا للأداء هو الوضع المسطح، والذي يُطلق عليه أحيانًا وضع اليد السفلية. يتضمن ذلك اللحام في الجزء العلوي من المفصل. في هذه الحالة، يتم سحب المعدن المنصهر إلى أسفل عند المفصل. والنتيجة هي لحام أسرع وأسهل.

في 1G و1F، الرقم 1 يتعلق بالموضع المسطح، بينما الحرف G مخصص للحام الأخدود والحرف F مخصص للحام الشرائح.

2. الوضع الأفقي (2G و2F)

يعد هذا الوضع أكثر صعوبة من الوضع المسطح ويتطلب المزيد من المهارة من عامل اللحام لتصحيحه.

2G هو موضع لحام الأخدود الذي يتضمن وضع محور اللحام في مستوى أفقي أو أفقي تقريبًا. بالنسبة لوجه اللحام، يجب أن يكون في مستوى عمودي.

2F هو موضع لحام الشرائح، حيث يتم إجراء اللحام على الجانب العلوي من الأسطح التي تكون أفقية تقريبًا مقابل سطح عمودي تقريبًا. في هذا الوضع، يتم الاحتفاظ بالشعلة عادة بزاوية 45 درجة.

3. الوضع الرأسي (3F و3G)

في هذا الوضع، تكون القطعة واللحام عموديًا أو عموديًا تقريبًا. يؤدي 3F و3G إلى وضع الشرائح الرأسية والأخدود الرأسي.

عندما يتم اللحام عموديًا، فإن قوة الجاذبية تدفع المعدن المنصهر إلى الأسفل وبالتالي يميل إلى التكديس. ولمواجهة ذلك، يمكنك استخدام وضع عمودي لأعلى أو لأسفل.

للتحقق من ذلك في وضع رأسي لأعلى، وجه اللهب لأعلى، وضعه بزاوية 45 درجة على القطعة. بهذه الطريقة، سوف يقوم عامل اللحام بوضع المعدن من الأجزاء السفلية من قطعة العمل للحام باتجاه قوة الجاذبية.

4. الوضع العلوي (4G و4F)

في هذا النوع من وضع اللحام، يتم إجراء اللحام من أسفل المفصل. لديها الموقف الأكثر تعقيدًا وصعوبة في العمل معه. المواضع 4G و4F مخصصة للحام الأخدود والشرائح.

في الوضع العلوي، يؤدي المعدن المترسب إلى المفصل إلى ثقب في القطعة، يحدث في خرزة ذات تاج أعلى. لتجنب ذلك، أبقِ البركة المنصهرة صغيرة. إذا أصبحت بركة اللحام طويلة جدًا، قم بإزالة اللهب للحظة حتى يبرد المعدن المنصهر.

مزايا عملية اللحام

1. سيكون اللحام الجيد أقوى من المعدن الأصلي أو المعدن الأساسي.

2. عملية أسرع مقارنة بالتثبيت والصب.

3. يمكن توفير وصلات صلبة كاملة من خلال عملية اللحام.

4. تنطبق على جميع المعادن والسبائك.

5. يمكن إنتاج الأشكال الصعبة عن طريق اللحام.

6. معدات اللحام محمولة ويمكن صيانتها بسهولة.

7. لا يتم إنتاج أي ضجيج أثناء عملية اللحام كما هو الحال في حالة التثبيت.

8. تتطلب عملية اللحام مساحة عمل أقل مقارنة بالتثبيت.

9. يمكن عمل أي مساحة للمفصل بسهولة.

عيوب عملية اللحام

1. يصدر إشعاعات وأبخرة ضارة وناصعة (رش شرارة مفاجئ).

2. تعتبر الوصلات الملحومة أكثر قابلية للكسر وبالتالي فإن قوة الكلال الخاصة بها تكون أقل من قوة الأعضاء المرتبطة.

3. يؤدي إلى التشويه ويسبب الضغوط الداخلية.

4. إنها تحتاج إلى أدوات وتركيبات معينة لتثبيت المعادن بشكل صحيح.

5. هناك حاجة إلى العمال المهرة والكهرباء للحام.

6. يعد فحص أعمال اللحام أكثر صعوبة وأكثر تكلفة من أعمال التثبيت.

تطبيقات اللحام

إن تطبيق اللحام مختلف وكبير جدًا لدرجة أنه ليس من المبالغة القول إنه لا توجد صناعة معدنية ولا يوجد فرع من الهندسة لا يستخدم اللحام بشكل أو بآخر، أي صناعة السيارات والشحن والفضاء والبناء. يتم استخدامه بشكل رئيسي للتصنيع.

بعض التطبيقات هي:

• بناء السفن

• مدربي السكك الحديدية

• هيكل السيارة وكمال الأجسام

• الأجسام المتحركة

• مصاريع النوافذ

• الأبواب والبوابات

• جميع أنواع أعمال التصنيع.

---

خاتمة

كما تعلم الآن، فإن اللحام هو عملية ربط قوية حيث يشكل جزأين من المعدن معًا جزءًا واحدًا عن طريق تسخين المعادن إلى نقاط انصهارها. تتم بعض أنواع اللحام بواسطة الآلات وتحتاج إلى معدات متخصصة مكلفة. اللحام هو طريقة أسرع تتعلق بالتثبيت والصب.