أنواع شقوق اللحام: الأسباب وطرق الكشف عنها

شقوق اللحام هي عيوب يمكن أن تؤثر على السلامة الهيكلية وأداء الوصلات الملحومة. يعد فهم أنواع شقوق اللحام وأسبابها وطرق اكتشافها أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة وموثوقية الهياكل الملحومة. تقدم هذه المقالة نظرة عامة تفصيلية عن الأنواع المختلفة لتشققات اللحام وأسبابها الأساسية والتقنيات المستخدمة للكشف عنها.

لماذا تتشقق اللحامات؟

يعد تطور الشقوق في اللحامات ظاهرة معقدة، تنبع عادةً من الإجهاد الداخلي الذي يتجاوز قوة مادة اللحام. تساهم عدة عوامل في زيادة هذا الإجهاد، بما في ذلك المعالجة الحرارية غير المناسبة، وهندسة اللحام، وتركيز الإجهاد، وخواص المواد.

عند التعمق في دور الإجهادات، نجد أن كلا من الأحمال الفيزيائية والإجهاد المتبقي يلعبان أدوارًا محورية في بدء وانتشار شقوق اللحام. الإجهاد المتبقي، والذي ينشأ غالبًا من تمدد وانكماش المواد أثناء اللحام، يؤدي بطبيعته إلى إضعاف وصلة اللحام. وفي الوقت نفسه، فإن الأحمال المادية، مثل الاهتزاز الشديد والتوتر والضغط والثني، تؤثر بشكل مباشر على اللحام، مما يؤدي إلى تشققه.

ينشأ الإجهاد المتبقي، على وجه الخصوص، أثناء عملية اللحام عندما تخضع المادة للتمدد الحراري والانكماش اللاحق. إذا لم تكن مادة اللحام أو المادة الأساسية قوية بما يكفي لتحمل هذه القوى، فقد تتشكل شقوق داخلية. مع مرور الوقت، مع تقدم عمر وصلة اللحام وتعرضها بشكل متكرر لأحمال شديدة، تتضاءل قدرتها على تحمل الإجهاد البدني.

أنواع شقوق اللحام

يمكن تصنيف شقوق اللحام على نطاق واسع إلى فئتين: الشقوق الساخنة والشقوق الباردة. تعتمد هذه الفئات على نطاق درجة الحرارة الذي تتشكل فيه الشقوق.

1. الشقوق الساخنة

تحدث الشقوق الساخنة، والمعروفة أيضًا باسم الشقوق ذات درجة الحرارة المرتفعة، عند درجات حرارة مرتفعة أثناء تصلب معدن اللحام. تتشكل عادةً عندما يتصلب حوض اللحام وينكمش. عادة ما تكون الشقوق الساخنة بين الحبيبات وتوجد على طول حدود الحبوب. هناك عدة أنواع فرعية من الشقوق الساخنة:

الشقوق المركزية (تكسير الفصل أو تكسير الشكل الخرزي)

تحدث شقوق الخط المركزي، والمعروفة أيضًا باسم شقوق الفصل أو شقوق شكل الخرزة، على طول الخط المركزي لخرزة اللحام. تتشكل أثناء مرحلة التصلب من اللحام عندما يبدأ معدن اللحام المنصهر في التبريد والانكماش.

الأسباب

• الفصل: يمكن أن يؤدي وجود شوائب ذات نقطة انصهار منخفضة مثل الكبريت أو الفوسفور أو الرصاص إلى الفصل عند حدود الحبوب. هذه الشوائب يمكن أن تضعف اللحام وتسبب التشقق.
• شكل اللحام غير المناسب: يمكن أن تؤدي حبة اللحام المقعرة أو تعزيز اللحام المفرط إلى زيادة احتمالية حدوث تشقق في خط الوسط بسبب التبريد والتصلب غير المتساوي.
• سرعات اللحام العالية: يمكن أن تؤدي سرعات اللحام المفرطة إلى تجمع لحام ضيق وعميق، مما يعزز الفصل والتشقق في خط الوسط.

شقوق الحفرة

تحدث شقوق الحفرة في نهاية حبة اللحام، وعادةً ما تتشكل عند انتهاء قوس اللحام. تظهر على شكل شقوق أو شقوق صغيرة في الحفرة التي خلفها قوس اللحام.

الأسباب

• التبريد السريع: يمكن أن يؤدي التوقف المفاجئ لإدخال الحرارة إلى التبريد السريع وانكماش معدن اللحام، مما يؤدي إلى حدوث شقوق الحفرة.
• الإنهاء غير السليم: قد يؤدي الفشل في ملء الحفرة بشكل كافٍ قبل إيقاف عملية اللحام إلى ترك نقطة ضعيفة عرضة للتشقق.
• الملوثات: يمكن أن يؤدي وجود الملوثات أو الشوائب في حوض اللحام إلى تفاقم تشققات الحفرة.

الشقوق الطولية

تعمل الشقوق الطولية بالتوازي مع حبة اللحام ويمكن أن تحدث في كل من معدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ). إنها نوع من الشقوق الساخنة التي تتشكل أثناء التصلب أو بسبب الضغوط المتبقية.

الأسباب

• الضغوط المتبقية العالية: يمكن أن يؤدي التسخين والتبريد غير المتساوي إلى ضغوط عالية متبقية في اللحام، مما يؤدي إلى شقوق طولية.
• تصميم مشترك غير لائق: يمكن أن يؤدي سوء تصميم المفاصل أو تركيبها إلى خلق تركيزات إجهاد تعزز التشقق الطولي.
• خصائص المواد: المواد ذات معامل التمدد الحراري العالي أو قابلية اللحام الضعيفة تكون أكثر عرضة للتكسير الطولي.

تمزيق رقائقي

تمزق الصفائح هو نوع من التشقق الذي يحدث في المعدن الأساسي، بالتوازي مع خط دمج اللحام. ويتميز بانفصال الطبقات المعدنية بسبب وجود شوائب غير معدنية.

الأسباب

• الادراج غير المعدنية: يمكن أن يكون وجود الكبريتيدات أو الأكاسيد أو غيرها من الشوائب داخل المعدن بمثابة مركزات إجهاد وبدء تمزق الصفائح.
• الإجهادات المستعرضة: يمكن أن تؤدي الضغوط العرضية العالية، خاصة في الصفائح السميكة، إلى تمزق الصفائح.
• اتجاه اللحام: يمكن أن يؤثر اتجاه اللحام بالنسبة لاتجاه تدحرج المعدن الأساسي على احتمالية تمزق الصفائح.

الشقوق التصلب

تحدث شقوق التصلب في معدن اللحام أثناء مرحلة التصلب في اللحام. تظهر عادةً على طول الخط المركزي لخرزة اللحام، حيث يكون المعدن هو آخر ما يصلب.

الأسباب

• الشوائب ذات نقطة الانصهار المنخفضة: إن وجود شوائب مثل الكبريت أو الفوسفور أو الرصاص يمكن أن ينفصل إلى حدود الحبوب أثناء التصلب، مما يخلق نقاط ضعف عرضة للتشقق.
• سرعات اللحام العالية: يمكن أن تؤدي سرعات اللحام المفرطة إلى تجمع لحام ضيق وعميق، مما يزيد من احتمالية حدوث تشققات تصلب بسبب التبريد والانكماش السريع.
• تصميم مفصل اللحام غير المناسب: يمكن أن تؤدي تصميمات المفاصل التي تخلق مواد حشو عالية التقييد أو غير كافية إلى انكماش غير متساوٍ وتركيز الإجهاد، مما يعزز تكوين الشقوق.

الشقوق السائلة

تحدث شقوق التحلل في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) من المعدن الأساسي. تحدث هذه الشقوق بسبب الذوبان الجزئي للمعدن الأساسي المجاور لحوض اللحام، والذي يفشل في التصلب بشكل صحيح عند التبريد.

الأسباب

• ذوبان جزئي: عندما يذوب المعدن الأساسي بالقرب من حوض اللحام جزئيًا، فإنه يخلق منطقة موضعية ذات نقطة انصهار أقل. عند التبريد السريع، قد لا تتصلب هذه المنطقة بشكل موحد، مما يؤدي إلى التشقق.
• التبريد السريع: يمكن أن تمنع معدلات التبريد السريعة المواد المنصهرة الموجودة في المناطق الخطرة من التجمد بشكل صحيح، مما يؤدي إلى حدوث تشققات.
• الشوائب: على غرار شقوق التصلب، فإن وجود الشوائب يمكن أن يؤدي إلى تفاقم تكوين شقوق التحلل عن طريق خفض درجة انصهار المعدن الأساسي في المناطق المحلية.

2. الشقوق الباردة

تحدث الشقوق الباردة، والمعروفة أيضًا باسم الشقوق ذات درجة الحرارة المنخفضة أو الشقوق المتأخرة، بعد أن يبرد اللحام إلى درجة حرارة الغرفة. وهي عادة ما تكون حبيبية ويمكن أن تتشكل في كل من معدن اللحام ومناطق المناطق المتضررة. تشمل الأنواع الفرعية الأساسية من الشقوق الباردة ما يلي:

الشقوق الناجمة عن الهيدروجين (HIC)

تحدث الشقوق الناجمة عن الهيدروجين (HIC)، والمعروفة أيضًا باسم شقوق تقصف الهيدروجين، عندما يتم امتصاص الهيدروجين في معدن اللحام أثناء عملية اللحام، ثم ينتشر لاحقًا إلى المناطق ذات الضغط العالي، مما يؤدي إلى التشقق.

الأسباب

• مصادر الهيدروجين: يمكن للرطوبة أو الزيت أو الشحوم أو الملوثات الأخرى الموجودة على المعدن الأساسي أو مستهلكات اللحام إدخال الهيدروجين إلى حوض اللحام.
• الضغوط المتبقية العالية: يمكن أن يؤدي التبريد السريع والضغوط العالية المتبقية إلى تعزيز انتشار الهيدروجين إلى نقاط تركيز الضغط، مما يسبب الشقوق.
• اللحام بدرجة حرارة منخفضة: اللحام في درجات حرارة منخفضة يمكن أن يزيد من ذوبان الهيدروجين في معدن اللحام، مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة.

تكسير المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

يحدث تكسير HAZ في المنطقة المجاورة لمعدن اللحام، حيث يتأثر المعدن الأساسي حراريًا ولكن لم يتم ذوبانه. غالبًا ما ترتبط هذه الشقوق بالتغيرات في البنية المعدنية والضغوط المتبقية.

الأسباب

• التبريد السريع: يمكن أن تؤدي معدلات التبريد السريعة إلى هياكل مجهرية هشة في المناطق المتضررة من الحرائق، مما يجعلها عرضة للتشقق.
• الضغوط المتبقية العالية: يمكن أن يؤدي التسخين والتبريد غير المتساوي إلى ضغوط عالية متبقية في المناطق المتضررة من المنطقة، مما يؤدي إلى التشقق.
• خصائص المواد: بعض المواد، مثل الفولاذ عالي القوة، أكثر عرضة للتشقق HAZ بسبب خصائصها المعدنية.

تشققات اصبع القدم

تحدث شقوق إصبع القدم عند تقاطع معدن اللحام والمعدن الأساسي، وغالبًا ما تكون عند إصبع خرزة اللحام. عادة ما تكون هذه الشقوق عبارة عن شقوق سطحية ولكنها يمكن أن تنتشر في اللحام أو المعدن الأساسي.

الأسباب

• الضغوط المتبقية العالية: يمكن أن تؤدي تركيزات الإجهاد عند إصبع اللحام إلى التشقق.
• تقنية اللحام السيئة: يمكن أن تساهم ممارسات اللحام غير الكافية، مثل زوايا اللحام غير الصحيحة أو إدخال الحرارة المفرطة، في تشقق أصابع القدم.
• خصائص المواد: بعض المواد أكثر عرضة للتشقق بسبب خصائصها المعدنية.

الشقوق الجذرية

تحدث شقوق الجذر في جذر اللحام، حيث يلتقي معدن اللحام بالمعدن الأساسي في الجانب الخلفي من وصلة اللحام. يمكن أن تكون هذه الشقوق داخلية أو خارجية وغالباً ما تنشأ بسبب عدم كفاية الاختراق أو غيره عيوب اللحام.

الأسباب

• اختراق غير كاف: يمكن أن يؤدي الاختراق غير الكافي للحام إلى ترك فراغات أو نقاط ضعف في الجذر، مما يؤدي إلى التشقق. يمكن أن ينتج هذا عن انخفاض مدخلات الحرارة، أو تقنية اللحام غير المناسبة، أو تصميم مشترك غير صحيح.
• الضغوط المتبقية العالية: تركيزات الإجهاد في جذر اللحام يمكن أن تؤدي إلى التشقق. غالبًا ما تكون هذه الضغوط ناتجة عن الانكماش الحراري أثناء التبريد أو التركيب غير المناسب أو تسلسل اللحام.
• الملوثات: إن وجود ملوثات مثل الرطوبة أو الزيت أو الأوساخ في جذر اللحام يمكن أن يضعف المفصل ويسبب التشقق. يمكن إدخال الملوثات من المواد الأساسية غير النظيفة، أو بيئة اللحام، أو التخزين غير السليم لمواد اللحام الاستهلاكية.

شقوق الإجهاد المتبقية

تحدث شقوق الإجهاد المتبقية بسبب الضغوط المتبقية التي تنشأ أثناء عملية اللحام. يمكن أن تتشكل هذه الشقوق في كل من معدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

الأسباب

• مدخلات الحرارة العالية: يمكن أن يؤدي إدخال الحرارة المفرطة أثناء اللحام إلى ضغوط عالية متبقية عندما يبرد اللحام وينكمش. يمكن أن تؤدي الحرارة المرتفعة إلى نمو كبير للحبوب وإنشاء مناطق ذات معدلات تبريد مختلفة.
• تسلسل اللحام غير السليم: يمكن أن تؤدي تسلسلات اللحام التي لا تتحكم بشكل كافٍ في توزيع الحرارة إلى تراكم الإجهاد المتبقي والتشقق. يتضمن ذلك سوء التخطيط لممرات اللحام وعدم كفاية التسخين المسبق أو المعالجة الحرارية بعد اللحام.
• خصائص المواد: المواد ذات الحساسية العالية للضغط المتبقي، مثل الفولاذ عالي القوة، تكون أكثر عرضة للتشقق. قد تحتوي هذه المواد على ليونة أقل أو خصائص معدنية محددة تجعلها أكثر عرضة للضغوط المتبقية.

شقوق الخط المستعرض والانصهار

الشقوق المستعرضة هي شقوق تسير بشكل عمودي على اتجاه حبة اللحام. يمكن أن تحدث هذه الشقوق في معدن اللحام أو المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) وترتبط عادةً بالضغوط المتبقية العالية أو الأحمال الخارجية التي تعمل بشكل عمودي على اللحام.

تحدث شقوق خط الانصهار على طول خط الانصهار، وهو الواجهة بين معدن اللحام والمعدن الأساسي. يمكن أن تتطور هذه الشقوق بسبب عدم كفاية الانصهار أثناء عملية اللحام، مما يؤدي إلى ظهور نقاط ضعف تكون عرضة للتشقق تحت الضغط أو التدوير الحراري.

الأسباب

• الضغوط المتبقية العالية: يمكن أن تؤدي تركيزات الإجهاد المتعامدة مع حبة اللحام إلى حدوث تشقق عرضي. يمكن أن تكون هذه الضغوط ناجمة عن التبريد غير المتساوي أو الانكماش أو الأحمال الخارجية.
• ضعف اللحام الانصهار: يمكن أن يؤدي الانصهار غير الكافي بين معدن اللحام والمعدن الأساسي إلى حدوث تشققات في خط الانصهار. يمكن أن يكون هذا بسبب عدم كفاية مدخلات الحرارة، أو تقنية اللحام غير المناسبة، أو الإعداد غير الصحيح للمفاصل.
• خصائص المواد: بعض المواد، مثل تلك ذات الصلابة العالية أو الليونة المنخفضة، تكون أكثر عرضة للتشقق المستعرض وخط الانصهار بسبب خصائصها المعدنية.

تشقق اللحام الأسباب والعلاج

يعد فهم الأنواع المختلفة لشقوق اللحام بالإضافة إلى أسباب الإنتاج وتنفيذ التدابير العلاجية المناسبة أمرًا ضروريًا لمنع هذه العيوب. فيما يلي توفير العلاجات لمختلف شقوق اللحام للتخفيف منها.

اختيار المواد

تظهر المعادن والسبائك المختلفة درجات متفاوتة من الحساسية للتشقق، اعتمادًا على قوة الخضوع، والليونة، وخصائص المواد الأخرى. عند لحام معدنين مختلفين، من الضروري فهم نقاط القوة النسبية لهما واختيار مواد الحشو وتقنيات اللحام المناسبة لتحقيق رابطة قوية.

يعد الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم من أكثر المواد الملحومة شيوعًا، ولكن لكل منها تحديات فريدة. الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ تكون عرضة للتشقق الناتج عن الهيدروجين، والذي يحدث عندما ينتشر الهيدروجين في منطقة اللحام ويخلق ضغوطًا داخلية تتجاوز ليونة المادة. من ناحية أخرى، يكون الألومنيوم أكثر عرضة للتشقق الساخن بسبب الموصلية الحرارية العالية وميل الزنبرك.

لمنع التشقق، من الضروري استشارة مخطط اختيار معدن الحشو واختيار معدن الحشو الذي يطابق التركيب الكيميائي للمعدن الأساسي والخواص الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام تقنيات اللحام التي تقلل من إدخال الهيدروجين، مثل أقطاب اللحام منخفضة الهيدروجين أو عمليات اللحام المحمية بالغاز، يمكن أن يساعد في تقليل مخاطر التشقق الناجم عن الهيدروجين.

تغيرات درجة الحرارة

التغيرات في درجات الحرارة أثناء اللحام هي سبب رئيسي للتشقق. عندما يتم تسخين وصلة اللحام، فإنها تتوسع بسبب التمدد الحراري. ومع ذلك، عندما يبرد اللحام ويتصلب، فإنه يتقلص أو ينكمش، مما يخلق ضغوطًا داخلية يمكن أن تتجاوز ليونة المادة وتؤدي إلى التشقق.

للتخفيف من خطر التشقق بسبب التغيرات في درجات الحرارة، يمكن استخدام عدة استراتيجيات. يمكن أن يساعد استخدام تقنيات اللحام التي تقلل من مدخلات الحرارة، مثل اللحام النبضي أو اللحام بالقوس القصير، في تقليل كمية الحرارة التي يتم إدخالها إلى منطقة اللحام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد التسخين المسبق للمعدن الأساسي قبل اللحام في تقليل التدرج في درجة الحرارة وتقليل الضغوط الداخلية التي تنشأ أثناء التبريد.

يمكن أيضًا استخدام أدوات التثبيت والتركيبات لتقييد اللحام ومنعه من الانكماش بشكل مفرط أثناء التبريد. يمكن أن تكون تقنيات رسم خرائط اللحام فعالة أيضًا، والتي تتضمن اللحام بتسلسل محدد لتقليل الضغوط المتبقية. وأخيرا، يمكن تطبيق المعالجة الحرارية بعد اللحام لتخفيف الضغوط المتبقية وتحسين مقاومة اللحام للتشقق.

تجنب الفولاذ عالي الكبريت وبعض الخرز

من الضروري تجنب لحام الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من الكبريت بسبب قابليته للتشققات الساخنة. يميل الكبريت، الذي يغلي عند درجة حرارة 239 درجة فهرنهايت تقريبًا، إلى التراكم باتجاه خط اللحام المركزي أثناء التميع، مما يتسبب في حدوث تشققات عند التصلب.

بالإضافة إلى ذلك، ابتعد عن خرزات اللحام المقعرة أو المحدبة للغاية. قد لا تقوم الخرزات المقعرة بترسيب معدن الحشو بشكل صحيح، مما قد يؤدي إلى حدوث تشققات بسبب التعزيز غير الكافي. على العكس من ذلك، الحشو المفرط في الخرز المحدب يمكن أن يسبب أيضًا تشققات بسبب الضغط الداخلي أثناء تمدد المعدن. اختر بدلاً من ذلك الخرز العادي ذو الشكل المحدب أو المقعر قليلاً للأفضل لحام جيد النزاهة والموثوقية.

الضغوط المتبقية أو التطبيقية

غالبًا ما ينشأ تشقق اللحام من مكثفات الضغط مثل الإعداد غير المناسب للمفاصل، أو الملوثات، أو شوائب التنغستن. كما أن الاستخدام المفرط للحامات المتقطعة يزيد من المخاطر، حيث أن كل نقطة توقف وبدء يمكن أن تؤدي إلى حدوث تشققات. تتطلب الوقاية عمليات صارمة، ومساحات عمل نظيفة، واهتمامًا دقيقًا، وهي السمات المميزة للحام الماهر.

تتضمن المعالجة طحن المناطق المتضررة للحصول على معدن سليم ووضع لحام جديد، وإن كان ذلك شاقًا ومكلفًا. تعد معالجة الأسباب الجذرية أمرًا بالغ الأهمية لتجنب الأعطال المتكررة وضمان سلامة اللحام.

مكياج كيميائي

يلعب التركيب الكيميائي للمعادن الأساسية ومواد الحشو دورًا مهمًا في تكسير اللحام. على سبيل المثال، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على الكروم، مما يساعد على تكوين طبقة أكسيد واقية تقاوم التآكل. ومع ذلك، يمكن أن يتفاعل الكروم أيضًا مع الهيدروجين أثناء اللحام، مما يؤدي إلى تكوين مراحل هشة داخل معدن اللحام والتي تكون عرضة للتشقق.

من ناحية أخرى، فإن الموصلية الحرارية العالية للألمنيوم ونقطة الانصهار المنخفضة تجعله عرضة للتشقق الساخن. يمكن أن تؤثر العوامل البيئية مثل الرطوبة والتلوث أيضًا على قابلية لحام الألومنيوم عن طريق إدخال الشوائب التي تعزز تكوين الشقوق.

للتخفيف من آثار التركيب الكيميائي على تشقق اللحام، من المهم اختيار المواد ذات مستويات الشوائب المنخفضة وتحسين عملية اللحام لتقليل إدخال العناصر الضارة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام مستهلكات اللحام المتوافقة مع المعدن الأساسي يمكن أن يساعد في تقليل مخاطر تكوين الشقوق.

إبطاء عملية التبريد

لتقليل تشققات اللحام، من الضروري إبطاء معدل التبريد. يعمل التبريد البطيء على تعزيز انتشار الهيدروجين، مما يسمح للهيدروجين بالهروب من معدن اللحام، وبالتالي تقليل خطر حدوث تشققات.

إحدى الطرق الفعالة لتحقيق ذلك هي استخدام بطانية حرارية. توفر البطانيات الحرارية حرارة ثابتة ومتحكم بها لمنطقة اللحام، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التبريد. أفران اللحام هي حل آخر، حيث يتم وضع المكون الملحوم بالكامل داخل الفرن لضمان التبريد الموحد والتدريجي. يتم استخدام التسخين التعريفي أيضًا بواسطة بعض عمال اللحام. تستخدم هذه العملية الحث الكهرومغناطيسي لتسخين المعدن، مما يسمح بالتحكم الدقيق في معدل التبريد.

طرق الكشف عن شقوق اللحام

يعد اكتشاف شقوق اللحام أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة الهياكل الملحومة. يتم استخدام طرق مختلفة للاختبار غير المدمر (NDT) لتحديد الشقوق في اللحامات. تشمل الطرق الأكثر شيوعًا ما يلي:

1. الفحص البصري: الفحص البصري هو الطريقة الأبسط والأكثر استخدامًا للكشف عن الشقوق السطحية. يتضمن فحصًا شاملاً لسطح اللحام باستخدام العين المجردة أو الأدوات المكبرة. في حين أن الفحص البصري يمكن أن يحدد الشقوق السطحية، إلا أنه غير فعال للكشف عن العيوب تحت السطح.
2. اختبار اختراق الصبغة (DPT): اختبار اختراق الصبغة هو طريقة تستخدم للكشف عن الشقوق التي تكسر السطح. يتضمن ذلك وضع صبغة سائلة على سطح اللحام، مما يسمح لها بالتغلغل في الشقوق، ثم إزالة الصبغة الزائدة. يتم بعد ذلك تطبيق مطور، والذي يسحب الصبغة من الشقوق، مما يجعلها مرئية تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء العادي.
3. اختبار الجسيمات المغناطيسية (MPT): يستخدم اختبار الجسيمات المغناطيسية للكشف عن الشقوق السطحية والقريبة من السطح في المواد المغناطيسية. اللحام ممغنط، ويتم تطبيق الجزيئات المغناطيسية على السطح. تعطل الشقوق المجال المغناطيسي، مما يتسبب في تراكم الجزيئات في مواقع الخلل، والتي يمكن رؤيتها بعد ذلك في ظل ظروف الإضاءة المناسبة.
4. اختبار الموجات فوق الصوتية (UT): يستخدم اختبار الموجات فوق الصوتية موجات صوتية عالية التردد للكشف عن الشقوق الداخلية. يقوم محول الطاقة بإصدار موجات صوتية داخل اللحام، وأي انقطاعات تعكس الموجات مرة أخرى إلى محول الطاقة. ويتم تحليل الموجات المنعكسة لتحديد وجود الشقوق وموقعها.
5. الاختبار الإشعاعي (RT): يتضمن الاختبار الإشعاعي استخدام الأشعة السينية أو أشعة جاما لإنشاء صور للحام. تظهر الشقوق والعيوب الأخرى على شكل بقع داكنة على الصورة الشعاعية. يعتبر RT فعالاً في الكشف عن الشقوق الداخلية والعيوب الأخرى تحت السطح.
6. اختبار تيار إيدي (ECT): يستخدم اختبار تيار إيدي للكشف عن الشقوق السطحية والقريبة من السطح في المواد الموصلة. يتم تمرير تيار متردد عبر ملف، مما يولد تيارات إيدي في المادة. تعطل الشقوق تدفق التيارات الدوامة، والتي يتم اكتشافها وتحليلها لتحديد العيوب.

هل صدع اللحام عيب أم مجرد انقطاع؟

في اللحام، يعد التمييز بين العيوب والانقطاعات أمرًا ضروريًا. يعد الانقطاع عيبًا قد لا يؤثر بالضرورة على سلامة اللحام. ولا يصبح عيبًا إلا إذا كان ينتهك متطلبات التعليمات البرمجية المحددة أو معايير الجودة الداخلية، مما يستلزم الإصلاح.

تعتبر العيوب دائمًا انقطاعات، ولكن ليست كل حالات الانقطاع عيوبًا. تتطلب العيوب، مثل الشقوق أو المسامية الكبيرة، تصحيحًا نظرًا لاحتمال تسببها في حدوث أعطال. قد تكون حالات الانقطاع، مثل المخالفات السطحية البسيطة، مقبولة إذا كانت تستوفي المعايير ذات الصلة.

يقوم المفتشون المؤهلون بتقييم الانقطاعات باستخدام طرق مثل الفحص البصري، أو اختبار الموجات فوق الصوتية، أو اختبار التصوير الشعاعي لتحديد تأثيرها. حتى إذا كان انقطاع الخدمة يفي بمعايير التعليمات البرمجية، فقد تظل مواصفات العميل تتطلب إصلاحها لضمان أعلى مستويات الجودة والسلامة.

من يتحمل مسؤولية منع تشققات اللحام؟

• مسؤوليات اللحام: اللحام هو المسؤول عن العيوب الناجمة عن مستوى المهارة أو تقنية اللحام. غالبًا ما تنشأ مشكلات مثل الانصهار غير الكامل، وخطوط الخرز المقعرة أو المحدبة بشكل مفرط، وحجم اللحام غير المناسب من سوء التقنية، أو سرعة السفر غير الصحيحة، أو التلاعب غير المناسب بالقطب الكهربائي، أو إعدادات المعلمات غير الصحيحة. بالإضافة إلى ذلك، يجب على عمال اللحام إخطار المشرفين بأي مشكلات تواجههم أثناء العمل.
• مسؤوليات المشرف: يجب على المشرفين التأكد من أن عمال اللحام لديهم الأدوات والموارد اللازمة لأداء فعال. يتضمن ذلك الحفاظ على بيئة عمل آمنة وفقًا للوائح إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، وتوفير القاعدة الصحيحة ومعادن الحشو، وضمان اختبار إجراءات اللحام المناسبة، وتوريد معدات اللحام الوظيفية. تعد برامج التدريب الفعالة ومفاصل اللحام المصممة بشكل صحيح والتي يمكن الوصول إليها أمرًا بالغ الأهمية أيضًا.
• اعتبارات التصميم والإدارة: بالإضافة إلى عمال اللحام والمشرفين، تؤثر مشكلات التصميم من أجل التصنيع أيضًا على جودة اللحام. يجب على المصممين التأكد من إمكانية الوصول المشترك، مما يسمح للعاملين في اللحام بوضع أدواتهم والتعامل معها بشكل صحيح. إذا كان التصميم يجعل من الصعب الوصول إلى منطقة اللحام، فإنه يزيد من خطر العيوب.

كيف يمكن أن تؤدي عيوب القطع إلى تشققات اللحام؟

تقويض العيوب، حيث يتم تقليل سمك المعدن الأساسي عند واجهة اللحام، مما يعطل نقل الإجهاد ويخلق نقاط تركيز إجهاد محتملة يمكن أن تؤدي إلى حدوث تشققات، خاصة في ظل ظروف الضغط العالي.

للوقاية من هذه العيوب. بالنسبة لعمليات الجهد الثابت مثل GMAW غير النبضي واللحام القوسي ذو القلب المتدفق، يكون الضبط اليدوي للجهد ممكنًا. في العمليات ذات التيار الثابت مثل GTAW وSMAW، يختلف الجهد الكهربي باختلاف طول القوس، مما يستلزم إدارة دقيقة. تساعد زوايا القطب الكهربائي الصحيحة وسرعات السير المنخفضة أيضًا على ضمان ترسيب اللحام بشكل فعال وتقليل التقويض، وبالتالي تقليل مخاطر تشققات اللحام بمرور الوقت.

هل يؤدي اللف البارد إلى تشققات اللحام؟

يمثل اللف البارد أو التداخل خطرًا كبيرًا في ممارسات اللحام. عندما يفشل إصبع اللحام في الاندماج مع المعدن الأساسي، مما يؤدي إلى انقطاع، فإن نقل الضغط عبر وصلة اللحام يتعرض للخطر. يعمل هذا النقص في الاستمرارية بمثابة عامل رفع للضغط، مما قد يؤدي إلى حدوث تشققات تحت الأحمال التشغيلية.

لمنع اللف البارد، يعد ضمان التلاعب الكهربائي الموحد بين المعادن الأساسية أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي التوزيع غير المتساوي إلى عدم كفاية الدمج والتداخل، مما يمثل مشكلة خاصة في السيناريوهات التي يتم فيها إجراء اللحام دون رؤية واضحة للمفصل.

وفقًا لمعايير AWS، يعد تحقيق انتقال سلس عند مقدمة اللحام أمرًا بالغ الأهمية. تعمل هذه الممارسة على تعزيز التوزيع المتساوي للضغط وتساعد على تخفيف تكوين الشقوق الضارة، وبالتالي ضمان السلامة الشاملة والمتانة للهياكل الملحومة.

خاتمة

يعد فهم أنواع شقوق اللحام وأسبابها وطرق اكتشافها أمرًا بالغ الأهمية لضمان لحام عالي الجودة. من خلال استخدام تقنيات اللحام المناسبة، واستخدام مواد نظيفة، وتنفيذ المعالجة الحرارية المناسبة للتسخين المسبق وما بعد اللحام، يمكن تقليل مخاطر تشققات اللحام.

الأسئلة الشائعة

---

كتالوج: دليل تصنيع الصفائح المعدنية