اللحام تقويض 101: ما هو، الأسباب، والعلاجات

التقويض أمر شائع عيوب اللحام في اللحام الذي يضعف قوة واستقرار الهياكل الملحومة.

إذًا، كيف يحدث التقويض في اللحام؟ هناك في الواقع أسباب كثيرة لذلك. يمكن أن يكون ذلك بسبب تعديل تيار اللحام أو سرعته بشكل غير صحيح، أو اختيار زاوية أو حجم القطب الكهربائي بشكل غير صحيح، أو حتى الاستخدام غير المناسب لغاز التدريع. يمكن أن تؤدي جميع هذه المشكلات إلى تعطيل عملية اللحام وتؤدي إلى تقويضها.

كيف يجب أن نتعامل مع التقويض في اللحام؟ في هذه المقالة، سنقدم شرحًا تفصيليًا لكل من محترفي اللحام ذوي الخبرة والمبتدئين حول الأسباب والمخاطر والتدابير المضادة للتقويض في اللحام.

ما هو تقويض في اللحام؟

قطع اللحام هو الأخدود أو الاكتئاب غير المرغوب فيه الذي يتكون على طول حواف الوصلة الملحومة، وقد ذاب المعدن الأساسي ولكن لم يتم ملؤه بالكامل بواسطة معدن الحشو. وعادة ما تظهر على شكل حز أو مسافة بادئة على أحد جانبي حبة اللحام أو كليهما. يمكن أن يختلف عمق وعرض القطع السفلي، ولكنه يمتد عادةً إلى المعدن الأساسي المجاور للحام.

يمكن أن يؤدي القطع المفرط إلى إضعاف قوة الوصلات الملحومة وتوليد تركيز الضغط عند القطع السفلي، مما قد يؤدي إلى تلف هيكلي. خاصة بالنسبة لحام الفولاذ عالي القوة ذو السبائك المنخفضة، يتم تقوية هيكل حافة القطع السفلي، وهو ما يزيد احتمالية التسبب في حدوث تشققات.

يرجى الرجوع إلى الرسم البياني أدناه للحصول على مثال مرئي لقطع قاع اللحام.

أنواع اللحام تقويض

وفقًا لموضع القطع السفلي في الجزء العلوي والسفلي من خط اللحام، يمكن تقسيمه إلى قطع سفلي خارجي (على الجانب الذي به فتحة أخدود أكبر) وقطع سفلي داخلي (على الجانب السفلي من الأخدود).

تقويض خارجي

يحدث التقويض الخارجي عادةً على الجانب المفتوح الأكبر للمشطوف، أي السطح الخارجي لدرزة اللحام. السمة الرئيسية لها هي وجود أخاديد أو انخفاضات ملحوظة عند حافة أو إصبع خط اللحام. غالبًا ما يرتبط تكوين القطع الخارجي بعوامل مثل تدفق حوض اللحام وسرعة اللحام وزاوية اللحام وتيار اللحام أثناء عملية اللحام.

إذا فشل حوض اللحام في ملء الشطبة بشكل مناسب أثناء اللحام، أو إذا لم يتقلص المعدن المنصهر بشكل صحيح أثناء التبريد، فقد تتشكل الأخاديد أو المنخفضات عند حافة خط اللحام، والمعروفة باسم التقويض الخارجي.

لا يؤدي القطع الخارجي إلى إضعاف القوة الهيكلية لوصلة اللحام فحسب، بل قد يصبح أيضًا منطقة لتركيز الإجهاد، مما يزيد من خطر كسر وصلة اللحام أثناء الخدمة.

تقويض داخلي

يحدث التقويض الداخلي على الجانب السفلي من المجسم المائل، داخل خط اللحام، عند تقاطع معدن اللحام والمعدن الأساسي. عادةً ما يكون تكوين القطع الداخلي ناتجًا عن التدفق غير المتساوي والتصلب لحوض اللحام في الجزء السفلي من الشطبة أثناء عملية اللحام.

عند لحام الصفائح السميكة أو استخدام عمليات لحام متعددة الممرات، قد يحدث تقويض داخلي بسبب التدفق المحدود لحوض اللحام في الجزء السفلي من المائل أو التحكم غير المناسب في معلمات اللحام. نظرًا لأن القطع الداخلي مخفي داخل خط اللحام ويصعب اكتشافه مباشرة من خلال الفحص البصري، فإن طرق الاختبار غير المدمرة مثل الاختبار الشعاعي واختبار الموجات فوق الصوتية مطلوبة لتحديد الهوية وتقييمها.

يؤثر وجود القطع الداخلي سلبًا بالمثل على أداء وصلة اللحام، مما يقلل من قدرة تحمل الحمولة ومقاومة التآكل لمفصل اللحام.

يوضح الشكل التالي أمثلة على الصور الكهربائية للتقويض الخارجي والتقويض الداخلي.

بالإضافة إلى القطع السفلية الخارجية والداخلية، يمكن أيضًا تقسيم أنواع القطع السفلية للحام إلى الأنواع التالية، كما هو موضح في الرسم البياني المثال:

تأثير قطع اللحام على أداء المكونات

تحت الأحمال الثابتة

• في الحالة البلاستيكية للمكون: يؤدي القطع السفلي إلى تقليل مساحة المقطع العرضي للمفصل وزيادة الضغوط المحلية. إذا كان القطع موازيًا للضغط المطبق وفي حالة بلاستيكية، فلن يؤثر ذلك على أداء المفصل بشكل كبير.
• في الحالة الهشة للمكون: أي قطع سفلي يزيد من خطر الكسر الهش، مع قيم منخفضة للغاية مسموح بها للمواد عالية القوة أو اللحامات السميكة الجدران.

تحت الأحمال الديناميكية

• تتغلغل الأخاديد الحادة في إصبع القدم إلى الأقسام وتتسبب في انتشار الشقوق الصغيرة. لا تظهر الأخاديد الدائرية أي شقوق صغيرة على السطح.
• العلاقة بين عمق القطع وقوة التعب: تؤدي القطع العميقة إلى انخفاض أكبر في قوة التعب.

تآكل

• تعمل القطع السفلية أو الأخاديد الملحومة في البيئات المسببة للتآكل على تسريع التآكل المحلي بسبب تراكم منتجات التآكل.
  تشكل القطع السفلية في البيئات الرطبة أو التي تحتوي على بقايا معدنية مخاطر أكبر.
• تسلط هذه العوامل الضوء على أهمية تقليل التقويض للحفاظ على السلامة الهيكلية وأداء المكونات الملحومة، خاصة في ظل ظروف التحميل المختلفة وفي البيئات المسببة للتآكل.

الأسباب الجذرية للتقويض في اللحام

يمكن أن ينبع التقويض من عوامل متعددة. ينشأ التقويض من الحرارة الزائدة، أو سرعة السير السريعة، أو حجم القطب/الحشو غير المناسب، أو الإعداد غير المناسب للمفصل. تشمل بعض الأسباب الشائعة ما يلي:

معدن حشو غير كاف

هناك عدة عوامل يمكن أن تساهم في عدم كفاية ترسب معادن الحشو. إن استخدام حجم قطب كهربائي صغير يحد من كمية معدن الحشو المتاح للحام. يمكن أن يؤدي تمديد القطب الكهربائي غير المناسب، حيث يلتصق القطب بعيدًا عن شعلة اللحام، إلى تقليل كفاءة نقل معدن الحشو. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لزوايا القطب شديدة الانحدار أن توجه معدن الحشو بعيدًا عن حواف حبة اللحام، مما يؤدي إلى تقويضها.

التيار الزائد

يمكن أن يتسبب تيار اللحام الزائد في ذوبان حواف الوصلة وتدفقها إلى حوض اللحام، مما يترك انطباعات تشبه قنوات الصرف على طول اللحام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي التيار الزائد إلى التقويض، وارتفاع درجة حرارة الجذر، والحرق، ومشاكل أخرى على جانبي خط اللحام، خاصة في مواضع اللحام المسطحة والرأسية والأفقية، حيث قد تتشكل حبات اللحام عند الجذر؛ في مواضع اللحام العلوية، قد يظهر الجذر تقعرًا.

لحام سرعة بطيئة

اللحام بسرعة بطيئة يمكن أن يسمح لحواف المفصل بالذوبان بشكل مفرط قبل أن يتحرك حوض اللحام. هذا الذوبان المفرط للحواف والتصريف اللاحق في حوض اللحام يمكن أن يؤدي إلى عيوب تقويضية.

تقنية اللحام غير السليمة

في التدريب والتدريس على اللحام، وبسبب التركيز على تلبية حصص الإنتاج، يميل العديد من العمال إلى تفضيل استخدام تيارات أعلى. ومع ذلك، فإن استخدام تيار مرتفع بشكل مفرط يمكن أن يؤدي إلى تسريع ذوبان المعدن الأساسي، وزيادة حجم حوض اللحام، ومنع المعدن المنصهر في قضيب اللحام من ملء الأخدود الناتج عن ذوبان حواف المعدن الأساسي بشكل مناسب. ونتيجة لذلك، يصبح عرض حبة اللحام كافيًا، مما يؤدي إلى التقويض.

معدن حشو غير صحيح

يمكن أن يؤدي استخدام معدن حشو غير صحيح لتطبيق اللحام إلى إنشاء تدرجات أكبر في درجة الحرارة بين مركز اللحام والحواف. يمكن أن يؤدي هذا التسخين غير المتساوي إلى ذوبان الحواف بشكل مفرط واستنزافها في حوض اللحام، مما يتسبب في تقويضها.

مهارات اللحام غير كافية

قد يواجه عمال اللحام المبتدئون صعوبة في التخلص من التقويض في المفاصل. يمكن أن تؤدي حركة القوس غير المتناسقة إلى تسخين وذوبان المعدن الأساسي بشكل غير متساوٍ. يمكن أن يؤدي النسيج غير المناسب، حيث يتم تحريك القطب الكهربائي بنمط معين لتوزيع معدن الحشو، إلى تغطية غير كافية على طول حواف حبة اللحام. يمكن لطول القوس المفرط، وهو المسافة بين طرف القطب والمعدن الأساسي، أن يقلل من كفاءة نقل الحرارة ويؤثر على اختراق معدن الحشو. سرعة السفر البطيئة، وهو المعدل الذي تتحرك به شعلة اللحام على طول المفصل، يمكن أن تسمح أيضًا للقوس بالبقاء في منطقة واحدة لفترة طويلة جدًا، مما يؤدي إلى ذوبان المعدن الأساسي الزائد ويحتمل أن يتسبب في تقويض.

مدخلات الحرارة

يمكن أن يؤدي إدخال الحرارة المفرطة، خاصة عند استخدام تيارات لحام عالية وسرعات لحام عالية، إلى تقليل المواد الموجودة في منطقة خط الدمج، مما يؤدي إلى تقويض موضعي لإصبع اللحام. عند لحام وصلات T، فإن استخدام مدخلات حرارية أكبر في اللحام أحادي المسار من المرجح أن يسبب تقويضًا. وذلك لأن حجم حوض اللحام أكبر، ويترهل معدن اللحام قبل أن يتصلب في شكل مثلث، مما يترك فجوة على السطح العلوي، مما يؤدي إلى التقويض.

المزيد من الأسباب الأخرى

1. غاز التدريع غير الصحيح: يمكن أن يؤثر الاختيار غير الصحيح أو معدل تدفق غاز التدريع على حماية حوض اللحام، مما يؤدي إلى اندماج غير كامل وتقويض على طول حواف اللحام.
2. مواصفات مواد اللحام: يمكن أن يؤدي استخدام مواد اللحام ذات الحجم الأكبر إلى ذوبان الأجزاء الزائدة من المعدن الأساسي أثناء اللحام، مما يؤدي إلى التقويض.
3. القطب الكهربائي المبلل: يمكن أن يسبب القطب المبلل عدم استقرار في القوس، مما يؤثر على نقل الحرارة ومعدن الحشو إلى المفصل. يمكن أن يساهم عدم الاستقرار هذا في تطوير عيوب التقويض.

مخاطر قطع اللحام

تشكل عمليات اللحام مخاطر شديدة على جودة المفاصل ومتانتها. فهي تضعف السلامة الهيكلية، وتخفض القدرة على التحمل، وتعزز التآكل المبكر. الخطر الرئيسي هو انخفاض القدرة على التحمل، مما يؤدي إلى تركيز الضغط، والشقوق، وربما الفشل الهيكلي الكامل. تعد معالجة القطع السفلية أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة وموثوقية اللحام.

معالجة مشكلات التقويض

تعد إزالة القطع السفلي من طبقات اللحام المعيبة خطوة مهمة تهدف إلى تصحيح الأخطاء في عملية اللحام وتحسين جودة اللحام. فيما يلي بعض الاقتراحات والخطوات للمساعدة في القضاء على عيوب القطع في طبقات اللحام:

1. معدن حشو: ضع معدن حشو إضافي على الأخاديد أو المناطق المتضررة من التقويض. تأكد من أن معدن الحشو يطابق تركيبة اللحام الأصلية ويتم تطبيقه بدقة ليمتزج بسلاسة مع اللحام المحيط.
2. تنظيف شامل: قبل الإصلاح، قم بتنظيف المنطقة المتضررة جيدًا لإزالة الخبث والحطام والملوثات الأخرى التي قد تؤثر على جودة الإصلاح. استخدم الأدوات المناسبة مثل الفرشاة السلكية أو المطحنة لضمان سطح نظيف وناعم للحام.

كيفية منع تقويض اللحام

لمنع أو تقليل التقويض أثناء اللحام، يمكنك اتخاذ العديد من التدابير واستخدام التقنيات المناسبة. فيما يلي بعض الاستراتيجيات للمساعدة في إيقاف التقويض عند اللحام:

الاختيار الصحيح لمعلمات اللحام

تأكد من أنك تستخدم معلمات اللحام الصحيحة مثل التيار والجهد وسرعة السير وحجم/نوع القطب الكهربائي وفقًا لمواصفات إجراء اللحام والمواد التي يتم لحامها. يمكن أن يساعد ضبط هذه المعلمات بشكل مناسب في التحكم في مدخلات الحرارة وضمان الاندماج المناسب دون التسبب في تقويض.

وفقًا لمواصفات اللحام ذات الصلة، حدد معلمات عملية اللحام، وتنمية الوعي الجيد بالجودة في العمل اليومي، والمشاركة في التدريبات المختلفة وتوحيد متطلبات اللحام بجدية. أمثلة العملية:

نوع قضيب اللحام	تدرج	قطر قضيب اللحام/مم	تيار اللحام / أ	جهد القوس / V	سرعة اللحام سم/دقيقة
E4303	الطبقة الأولى	3.2	90-140	21-30	10-30
	الطبقة الوسطى	3.2	100-160	24-34	10-30
	الطبقة الخارجية	4.0	130-220	21-37	10-35
	سطح الغطاء	4.0	130-220	21-37	10-35

اختيار تقنية اللحام الصحيحة

استخدم تقنية اللحام المناسبة، بما في ذلك الحفاظ على سرعة السير الصحيحة، والحفاظ على طول قوس ثابت، واستخدام زاوية اللحام الصحيحة. تجنب أنماط النسيج الواسعة للغاية وتأكد من الحركة السلسة والثابتة على طول المفصل لتحقيق اندماج متساوي وتقليل مخاطر التقويض.

تيج لحام

تشتهر تقنية اللحام TIG بمستوى عالٍ من التحكم والدقة. يستطيع عمال اللحام التحكم بدقة في تيار اللحام، وسرعة اللحام، واستخدام معادن الحشو، مما يضمن الحصول على مقاطع واضحة لخرزات اللحام دون التقطيع. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه بعد الانتهاء من اللحام، من الضروري التمييز بين اللحام السيئ واللحام الجيد لضمان جودة وموثوقية المفصل الملحوم.

لحام ميغ

تتميز تقنية اللحام MIG بالكفاءة العالية والثبات، مما يجعلها مناسبة للحام الآلي وشبه الآلي. إن ضبط معلمات اللحام بشكل صحيح، بما في ذلك سرعة تغذية السلك، وتيار اللحام، والجهد، يضمن وجود معدن حشو كافٍ في وصلة اللحام، مما يمنع التقويض بشكل فعال. يعد التحكم في سرعة تغذية السلك عاملاً رئيسياً في ضمان ترسيب معدن الحشو المناسب في وصلة اللحام.

عصا اللحام

اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW)، والمعروف باسم اللحام بالعصا، هو طريقة لحام مستخدمة على نطاق واسع ومعروفة بقدرتها على التكيف مع المواد ذات السماكات المختلفة. من خلال اختيار حجم القطب الكهربائي المناسب، وضبط زوايا الحركة والعمل، والتحكم في طول القوس، يمكن منع التقويض بشكل فعال، وبالتالي تحسين جودة وموثوقية وصلة اللحام. علاوة على ذلك، فإن الحفاظ على طول القوس المناسب وسرعة اللحام المستقرة يعد أيضًا أمرًا بالغ الأهمية في منع التقويض.

اللحام بالليزر

اللحام بالليزر هو طريقة لحام عالية الدقة وعالية الطاقة ومناسبة لحام المواد الرقيقة. بفضل سرعة اللحام السريعة والمنطقة الصغيرة المتأثرة بالحرارة، فإنه يمكن أن يقلل بشكل فعال من حدوث التقويض. ومع ذلك، يتطلب اللحام بالليزر متطلبات عالية على المعدات وتقنيات التشغيل، مما يستلزم تدريبًا وخبرة متخصصة لضمان جودة اللحام.

تحضير المفصل بشكل صحيح

تأكد من إعداد المفصل بشكل صحيح بالزاوية المائلة الصحيحة والتركيب والنظافة. يوفر إعداد المفصل المناسب وصولاً أفضل لمعدن اللحام ويساعد على ضمان الاختراق والانصهار المناسبين على طول المفصل، مما يقلل من احتمالية التقويض.

الحفاظ على زاوية اللحام الصحيحة

يجب الحفاظ على الزاوية بين مسدس اللحام أو القطب الكهربائي وقطعة العمل ضمن نطاق مناسب، بشكل عام بين 60 درجة و80 درجة. بالنسبة لعمليات اللحام اليدوية، يجب التحكم بشكل صارم في الخط العمودي بين رأس اللحام وقطعة العمل عند حوالي 90 درجة، وتعديله بشكل مناسب وفقًا لمواضع اللحام المختلفة.

اختيار غاز التدريع الصحيح

تتطلب عمليات ومواد اللحام المختلفة استخدام أنواع مختلفة من غازات التدريع. على سبيل المثال، يُستخدم الأرجون (Ar) بشكل شائع كغاز حماية لمواد اللحام مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم وسبائك التيتانيوم نظرًا لخصائصه الخاملة. من ناحية أخرى، غالبًا ما يستخدم ثاني أكسيد الكربون (CO₂) في لحام الفولاذ نظرًا لتكلفته المنخفضة نسبيًا.

يمكن أن يؤدي استخدام غازات التدريع غير المتوافقة مع عملية اللحام والمواد التي يتم ربطها إلى انخفاض استقرار القوس، وعدم كفاية حماية اللحام، وزيادة مخاطر التقويض وعيوب اللحام الأخرى.

زاوية القطب

أثناء عملية اللحام، حتى الاختلافات الطفيفة في زاوية القطب يمكن أن تؤثر بشكل كبير على عمق وعرض وشكل حبة اللحام. قد تؤدي زاوية القطب غير الصحيحة إلى عدم اختراق معدن اللحام بشكل كافٍ في وصلة اللحام، مما يؤدي إلى التقويض. في معظم الحالات، يجب أن تمثل زاوية الحركة وضعية "سحب" قليلاً، حوالي 10 إلى 15 درجة، مما يسمح لمعدن اللحام بالملء مرة أخرى في وصلة اللحام.

تصحيح عمق القطع المفرط في التماس اللحام

بالنسبة للمناطق البسيطة، يمكن استخدام عجلة الطحن لتسهيل عملية الانتقال. عند اختيار عجلة الطحن، يجب تحديد الخشونة بناءً على حجم ومتطلبات خرزة اللحام، والتي تتراوح عادةً من 100 إلى 240 حصى. أثناء الطحن، من المهم التحكم في السرعة والضغط لتجنب الإفراط في الطحن أو إتلاف حبة اللحام.

الشيكات الوقائية للتقويض في اللحام

قبل اللحام، يضمن إجراء تقييم شامل لما قبل اللحام عمليات أكثر سلاسة وتقليل وقت التوقف عن العمل.

ضبط والتحقق من معلمات الجهاز

• قم بفحص وضبط معلمات اللحام بدقة، بما في ذلك الأمبير، والفولت، وسرعة السلك، وسرعة السير، وفقًا لمواصفات إجراء اللحام.
• تأكد من دقة جميع الإعدادات وامتثالها لمعايير الصناعة والمواد التي يتم لحامها.

الصيانة المناسبة ومعايرة آلات اللحام

• إجراء عمليات فحص ما قبل اللحام للتحقق من حالة المعدات.
• تحقق من وحدة تغذية الأسلاك والبكرات للتأكد من التوتر المناسب لضمان تغذية الأسلاك بشكل متسق.
• استبدل بطانات مسدس MIG البالية للحفاظ على تدفق معدني ثابت للحشو.
• تحقق من تدفق غاز التدريع واضبط المنظم وفقًا لذلك.
• افحص البندقية أو الشعلة بحثًا عن تراكم الحطام الذي قد يعيق تدفق الغاز.
• افحص خراطيم الغاز بحثًا عن أي تلف أو تسرب قد يؤدي إلى الإضرار بالجو الوقائي.

فحص الكابلات الرصاصية والأرضية

• افحص الكابلات الرصاصية والأرضية بحثًا عن التآكل أو الاهتراء أو التلف الذي قد يؤدي إلى فقدان التيار في بركة اللحام.
• تأكد من أن جميع التوصيلات محكمة وآمنة للحفاظ على التدفق الأمثل للتيار.

التحضير المشترك

• تأكد من أن إعداد المفصل، بما في ذلك حجم الفجوة وفتح الجذر والزوايا المائلة، يقع ضمن الحدود المحددة لتقليل مخاطر التقويض.

من خلال إجراء فحوصات ما قبل اللحام الشاملة، يمكنك تقليل احتمالية مواجهة مشكلات التقويض أثناء عمليات اللحام بشكل كبير.

خاتمة

يمكن أن يؤدي قطع اللحام إلى الإضرار بسلامة الوصلات الملحومة، مما يؤدي إلى فشل هيكلي محتمل. ومن خلال فهم أسبابه وتنفيذ العلاجات المناسبة، يمكن أن ينتج عمال اللحام لحامات عالية الجودة بأقل قدر من القطع، مما يضمن موثوقية وطول عمر المكونات الملحومة.

يعد اختيار الشريك المناسب أمرًا بالغ الأهمية في طريق تحقيق أهداف التصنيع. نحن بويي، تقدم لك حلول لحام معدنية موثوقة. مع المرافق المتقدمة وعمليات فحص الجودة الصارمة، فإننا نضمن إنتاج أجزاء ملحومة عالية الجودة. اتصل بنا الآن ودع BOYI يكون شريكك في نجاح التصنيع!

الأسئلة الشائعة

---

الموسومة: دليل تصنيع الصفائح المعدنية