موسوعة اللحام
1. السلامة المهنية.
أ. مدفوعة.
كقاعدة عامة، يتضمن اللحام دائمًا تيارات قوية أو غازات متفجرة وأبخرة عادم سامة وتوليد الضوء والحرارة الخطير ورذاذ المعدن السائل. تعتمد المخاطر على عملية اللحام المستخدمة. غالبًا ما تحتوي أبخرة اللحام على مواد مسرطنة. وهذا هو الحال دائمًا، خاصة عند لحام المواد ذات السبائك العالية. كما أن استخدام مواد حشو اللحام التي تحتوي على الكروم و/أو النيكل على شكل كرومات و/أو مركبات النيكل ينتج عنه أيضًا أبخرة مسرطنة. التسمم الحاد الناجم عن استنشاق الغبار الذي يحتوي على نسبة عالية جدًا من المنغنيز يمكن أن يؤدي إلى تفاعلات التهابية في الرئتين. تظهر هذه السمية على شكل التهاب الشعب الهوائية وقد تتطور إلى مرض الرئة الليفي. إذا تم استخدام نظام الاستخلاص بشكل صحيح، فلن يتم تجاوز القيمة الحدية للمنغنيز ومركباته. ومع ذلك، يجب إجراء فحص صحي خاص للرئتين للعاملين في اللحام بشكل دوري وفقاً لـ (G39).
في ألمانيا، يجب مراعاة القيم الحدية TRK للمعادن الثقيلة. العديد من المكونات الأخرى مرهقة أيضًا ويجب تقييمها وفقًا لذلك (قيم TRGS403، MAK). ينظم TRGS 528، الذي حل محل BGR 220 (أبخرة اللحام)، من بين أمور أخرى، متطلبات مكان عمل اللحام.
ب. مقاسات.
يجب إعداد تقييم المخاطر لأماكن عمل اللحام. ويجب هنا مراعاة جميع مكونات دخان اللحام ومنها: ثاني أكسيد التيتانيوم، الفلوريدات، أكسيد المغنسيوم، أكسيد الكالسيوم، أكاسيد الحديد ومكوناتها من سبائك مثل النيكل والكوبالت والكروم والمنجنيز. مع الفولاذ عالي السبائك، يجب تجنب اللحام الكهربائي، إن أمكن، والتحول إلى اللحام بالغاز الخامل أو العمليات الآلية، حيث يتم إطلاق عدد أقل من الكرومات بسبب عدم وجود طلاء على القطب الكهربائي. وفقًا لقانون السلامة والصحة المهنية (ArbSchG)، تعد تعليمات الخبراء المناسبة إلزامية لجميع الموظفين؛ علاوة على ذلك، فإن إثبات التدريب (شهادة العامل الماهر أو امتحان الدورة من غرفة الحرف) أمر شائع. في العديد من القطاعات الصناعية، لتطبيقات السكك الحديدية، يلزم الإشراف على اللحام.
عند لحام الوقود الأكسجين، تحتاج إلى نظارات واقية لضمان عدم دخول أي أجزاء متوهجة أو شرارة إلى عينيك. العدسات ملونة بحيث يمكنك مراقبة بيئة اللحام دون وهج.
ينتج اللحام بالقوس الكهربائي إشعاعات فوق بنفسجية تلحق الضرر بالجلد، وخاصة العينين.
علاوة على ذلك، يتم توليد الأشعة تحت الحمراء (الإشعاع الحراري)، والتي لا تسبب حروقًا في الأجزاء غير المحمية من الجسم فحسب، بل يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تلف شبكية العين.
ولذلك يجب استخدام النظارات الواقية التي تحمي كلا النوعين من الإشعاع. فئات الحماية لهذه النظارات محددة في المعيار الأوروبي EN 169. فئات الحماية من 2 إلى 8 مطلوبة للحام الوقود الأكسجين، في حين أن الفئات 9 إلى 16 مخصصة للحام القوس المفتوح. تحتوي النظارات الواقية على ملصق يميز خصائص الزجاج. المعلومات هي كما يلي: فئة الحماية، رمز الشركة المصنعة، الفئة البصرية 98، معيار DIN. البديل الحديث للنظارات الواقية هو مرشحات حماية اللحام الأوتوماتيكية.
وبما أن الأشعة فوق البنفسجية تلحق الضرر بالجلد أيضًا، يتم استخدام درع يغطي الوجه بالكامل. أمام الزجاج الفعلي، ذو اللون الأسود تقريبًا، يوجد عادة زجاج عادي، والذي يمنع الشرر ويكون استبداله أرخص. من أجل أن تكون كلتا اليدين حرتين، يمكن طي المظلة على خوذة واقية أو جهاز يتم ارتداؤه على الرأس. بالإضافة إلى ذلك، يجب ارتداء ملابس لحام خاصة مقاومة للهب تغطي جميع مناطق الجلد بشكل آمن. العديد من عمليات اللحام عالية جدًا، لذا من الضروري توفير حماية مناسبة للسمع.
يؤدي اللحام أيضًا إلى إنشاء جزيئات الغبار الدقيقة التي يجب امتصاصها حتى لا تصل إلى رئتي اللحام ومن هناك تنتشر إلى مجرى الدم. ولهذا الغرض، يتم استخدام مرشحات دخان اللحام المتنقلة أو الثابتة لاستخراج وتصفية هذا الغبار الناعم. أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا اليوم هو ما يسمى بمرشحات ePTFE (الترشيح السطحي). إذا لم يكن من الممكن ضمان الاستخلاص الفعال لأبخرة اللحام، فيجب حماية عامل اللحام بواسطة معدات الحماية الشخصية على شكل جهاز مرشح الهواء القسري (PAPR). هذه الأجهزة لا تحمي من نقص الأكسجين أو الغازات الضارة في الأعمدة والحاويات. إذا لم تكن التهوية الكافية ممكنة، فيجب ارتداء جهاز تنفس مستقل. يجب توخي الحذر بشكل خاص عند إشعال اللهب والتسخين المسبق باستخدام مواقد الغاز في أماكن ضيقة وغير جيدة التهوية، حيث يستهلك اللهب بعضًا من الأكسجين الذي تتنفسه
عند اللحام، يجب أيضًا حماية الأشخاص الموجودين في المنطقة المحيطة من الإشعاع والضوضاء. كما توجد شرائح لحام وستائر لحام بالإضافة إلى أنظمة تقسيم عازلة للصوت. عند إجراء اللحام القوسي اليدوي، يجب إيلاء اهتمام خاص للمخاطر الكهربائية التي يتعرض لها عامل اللحام. على الرغم من أن جهد القوس أقل من نطاق الخطر - بشكل عام - إلا أنه يجب مراعاة عدد من التدابير الاحترازية، خاصة عند العمل حيث يوجد خطر كهربائي معين، على سبيل المثال عند العمل في مساحات ضيقة موصلة للكهرباء (الغلايات والأنابيب وما إلى ذلك)، والتي تم اقتراحها، من بين أمور أخرى، في ورقة المعلومات BGI 553 الخاصة بجمعية تأمين مسؤولية عمال المعادن.
عند اللحام بالليزر، يعد شعاع الليزر نفسه مصدرًا إضافيًا للخطر. عادة ما يكون غير مرئي. في حين أن الأشعة تحت الحمراء القريبة (ليزر الحالة الصلبة، ليزر الألياف، ليزر ديود) تخترق الجلد والعين وتتسبب في تلف الشبكية حتى بكثافة منخفضة (الإشعاعات المتناثرة)، فإن الإشعاع الصادر من ليزر ثاني أكسيد الكربون (الأشعة تحت الحمراء المتوسطة) يتم امتصاصه على السطح (الجلد وقرنية العين) ويسبب حروقًا سطحية. تشمل حروق الجلد الناجمة عن أشعة الليزر القريبة من الأشعة تحت الحمراء ما يلي: خطير أيضًا لأن الإشعاع يتم امتصاصه في مناطق عميقة تحت الجلد حيث لا توجد أعصاب حساسة للحرارة. عادةً ما يتم وضع آلات اللحام بالليزر في مكان آمن (أبواب واقية مقفلة، ونوافذ واقية من الليزر)، ثم تندرج بعد ذلك تحت فئة الليزر الأولى ويمكن تشغيلها بأمان بدون نظارات أمان ليزر.
2. اللحام الكهربائي واللحام بالقوس.
يعد اللحام بالقوس اليدوي (MAR اللحام EN ISO 4063: العملية 111) أحد أقدم عمليات اللحام الكهربائي للمواد المعدنية التي لا تزال تستخدم حتى اليوم. في عام 1891، استبدل نيكولاي جافريلوفيتش سلافيانوف أقطاب الكربون التي كانت تستخدم سابقًا في اللحام القوسي بقضيب معدني كان بمثابة حامل القوس وحشو اللحام. نظرًا لعدم تغطية أقطاب العصا الأولى، لم تكن نقطة اللحام محمية من الأكسدة. ولذلك، كان من الصعب لحام هذه الأقطاب الكهربائية.
يتم استخدام قوس كهربائي بين قطب كهربائي يذوب كمواد حشو وقطعة العمل كمصدر حرارة للحام. تعمل درجة حرارة القوس العالية على إذابة المادة عند نقطة اللحام. تعمل محولات اللحام (محولات المجال الضالة) مع أو بدون مقومات اللحام أو محولات اللحام أو محولات اللحام كمصادر طاقة لحام. اعتمادًا على التطبيق ونوع القطب الكهربائي، يمكن إجراء اللحام بالتيار المباشر أو التيار المتردد.
الأقطاب الكهربائية المغطاة، على سبيل المثال للفولاذ غير المخلوط وفقًا للمواصفة ISO 2560-A، تنتج غازات وخبث لحام عند صهرها. تعمل الغازات الناتجة عن الطلاء على تثبيت القوس وحماية حوض اللحام من الأكسدة بواسطة الأكسجين الجوي. يتمتع خبث اللحام بكثافة أقل من كثافة الذوبان، ويطفو على خط اللحام ويوفر حماية إضافية لخط اللحام ضد الأكسدة. التأثير الآخر المطلوب لخبث اللحام هو تقليل ضغوط انكماش اللحام بسبب التبريد البطيء، حيث أن المكون لديه المزيد من الوقت لعكس تشوه البلاستيك.
يؤدي القصف الإلكتروني إلى تسخين الأنود (القطب الموجب) أكثر. في معظم عمليات اللحام، يتم تشغيل الأقطاب الكهربائية المستهلكة كأنودات، أي يتم تشغيل قطعة العمل ككاثود (قطب سالب). بالنسبة للأقطاب الكهربائية المغطاة، تعتمد القطبية على طلاء القطب. إذا كان الطلاء يتكون من مكونات يصعب تأينها، كما هو الحال مع الأقطاب الكهربائية الأساسية، يتم لحام القطب الكهربائي عند القطب الموجب الأكثر سخونة؛ خلاف ذلك، بسبب انخفاض الحمل الحالي، عند القطب السالب.
المجال الرئيسي لتطبيق اللحام القوسي اليدوي هو بناء الفولاذ وخطوط الأنابيب. ويفضل اللحام الكهربائي في قطاع التجميع نظرا لانخفاض سرعات اللحام بشكل ملحوظ، حيث أن الجهد الميكانيكي منخفض نسبيا مقارنة بالعمليات الأخرى. لا يزال من الممكن إجراء اللحام الكهربائي دون أخطاء حتى في ظل الظروف الجوية غير المواتية، مثل الرياح والأمطار، وهو أمر مهم بشكل خاص للعمل في الهواء الطلق. ميزة أخرى هي أنه - على عكس العمليات الأخرى - يمكن إجراء اللحام في كثير من الأحيان دون عيوب حتى لو لم تكن وصلة اللحام معدنية لامعة تمامًا.
3. لحام MIG - MAG (لحام القوس المعدني الغازي).
لحام القوس المعدني شبه الميكانيكي (MSG)، إما MIG (لحام المعادن بالغازات الخاملة، EN ISO 4063: العملية 131) أو لحام MAG (لحام المعادن بالغازات النشطة، أي الغازات التفاعلية، EN ISO 4063: العملية 135)، هي عملية لحام قوسي يتم فيها تتبع سلك اللحام الذائب بشكل مستمر بواسطة محرك ذو سرعة متغيرة. تتراوح أقطار أسلاك اللحام الشائعة بين 0.8 و1.2 مم (أقل شيوعًا 1.6 مم). بالتزامن مع تغذية السلك، يتم توفير الغاز الواقي أو المختلط إلى نقطة اللحام عبر فوهة عند حوالي 1. 10 لتر/دقيقة (القاعدة العامة: تدفق حجم الغاز الوقائي 10 لتر/دقيقة لكل مم من قطر سلك اللحام). يحمي هذا الغاز المعدن السائل الموجود أسفل القوس من الأكسدة، مما قد يؤدي إلى إضعاف اللحام. يعمل اللحام بالغاز النشط للمعادن (MAG) إما باستخدام ثاني أكسيد الكربون النقي أو غاز مختلط من الأرجون وكميات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون والأكسجين (على سبيل المثال "كورجون"). اعتمادًا على تكوينها، يمكن أن تتأثر عملية اللحام (الاختراق، حجم القطرة، فقدان التناثر) بشكل فعال؛ في لحام المعادن بالغاز الخامل (MIG)، الغاز النبيل المستخدم هو الأرجون، ونادرًا ما يكون غاز الهيليوم النبيل باهظ الثمن. تُستخدم عملية MAG في المقام الأول للفولاذ، وتُفضل عملية MIG للمعادن غير الحديدية.
وبدلاً من ذلك، يمكن استخدام الأسلاك ذات القلب، والمعروفة أيضًا باسم الأسلاك الأنبوبية، في لحام القوس المعدني بالغاز (مع اللحام بالغاز النشط EN ISO 4063: العملية 136، مع الغاز الخامل EN ISO 4063: العملية 137). يمكن تزويدها بمشكل الخبث، وإذا لزم الأمر، إضافات السبائك من الداخل. إنها تخدم نفس الغرض مثل أغطية القطب الكهربائي. من ناحية، تساهم المكونات في حجم اللحام، ومن ناحية أخرى فإنها تشكل خبثًا على حبة اللحام وتحمي التماس من الأكسدة. هذا الأخير مهم بشكل خاص عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث يجب منع الأكسدة، "تشويه" التماس، حتى بعد تحريك الشعلة وتحريك جرس الغاز الواقي.
تاريخ عمليات MIG-MAG
تم استخدام لحام MSG لأول مرة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1948 في الغاز الخامل أو الغاز النبيل؛ في ذلك الوقت كان يُعرف أيضًا باسم لحام سيجما (قوس معدني من الغاز الخامل المحمي).
في الاتحاد السوفييتي، منذ عام 1953 فصاعدًا، تم استخدام غاز نشط، وهو ثاني أكسيد الكربون (CO2)، في اللحام بدلاً من الغازات النبيلة باهظة الثمن مثل الأرجون أو الهيليوم. كان هذا ممكنًا فقط لأنه تم الآن تطوير أقطاب سلكية تعوض التآكل العالي لعناصر السبائك أثناء اللحام بالغاز النشط.
في النمسا، تم تطوير لحام CMT (نقل المعدن البارد) للإنتاج المتسلسل بحلول عام 2005، حيث يتم نبض تيار اللحام ويتم نقل سلك الحشو ذهابًا وإيابًا بتردد عالٍ من أجل تحقيق فصل القطرات المستهدف مع مدخلات حرارة منخفضة.
4. قطع البلازما.
يتكون قاطع البلازما من مصدر طاقة، وقبضة يد، وكابل أرضي، وخط إمداد الطاقة، وخط إمداد الهواء المضغوط. البلازما عبارة عن غاز موصل للكهرباء تبلغ درجة حرارته حوالي 30.000 درجة مئوية. عادةً ما يتم إشعال القوس بإشعال عالي التردد ويتم تضييقه عند المخرج بواسطة فوهة نحاسية معزولة ومبردة بالماء عادةً. تستخدم بعض الأنظمة أيضًا اشتعال قوس الرفع، والذي يستخدم أيضًا في لحام TIG. مع هذه الأجهزة، يتم وضع الشعلة على قطعة العمل عند الواجهة ويتدفق تيار صغير لا يكفي لإتلاف الشعلة. يدفع تدفق الغاز الشعلة بعيدًا عن سطح قطعة العمل، ويشتعل القوس، وتزيد إلكترونيات مصدر طاقة اللحام التيار إلى المستوى المطلوب للقطع. بسبب كثافة الطاقة العالية للقوس، يذوب المعدن ويتم نفخه بواسطة نفث الغاز، مما يؤدي إلى تكوين الشق. غالبًا ما يستخدم الهواء المضغوط كغاز للنفخ. لتحقيق شق أفضل، يتم أيضًا استخدام مخاليط الغاز الواقية، والتي تمنع الأكسدة أو تضعفها. من سمات وصلات القطع بالبلازما تقريب الحافة عند نقطة الدخول.
تتميز هذه العملية بعدد من المزايا مقارنة بعمليات اللحام بالصهر الأخرى. بالاشتراك مع اللحام النبضي TIG واللحام TIG AC، يمكن ربط أي مادة مناسبة للحام الانصهار. لا ينتج لحام TIG أي تناثر لحام تقريبًا؛ التأثير الصحي لأبخرة اللحام منخفض نسبيًا. الميزة الخاصة لحام TIG هي أنه لا يعمل مع قطب كهربائي مستهلك. وبالتالي يتم فصل إضافة معدن حشو اللحام والقوة الحالية. يمكن لعامل اللحام ضبط تيار اللحام الخاص به على النحو الأمثل لمهمة اللحام وعليه فقط إضافة أكبر قدر ممكن من حشو اللحام كما هو مطلوب. وهذا يجعل العملية مناسبة بشكل خاص لتمريرات اللحام الجذرية وللحام في المواضع القسرية. نظرًا لإدخال الحرارة المنخفض نسبيًا والصغير الحجم، فإن تشويه اللحام لقطع العمل يكون أقل من العمليات الأخرى. ونظرًا للجودة العالية لطبقات اللحام، فإن عملية TIG هي المفضلة حيث تكون سرعات اللحام أقل من متطلبات الجودة. هذه، على سبيل المثال، التطبيقات في بناء خطوط الأنابيب والأجهزة في بناء محطات توليد الطاقة أو الصناعة الكيميائية.
يتكون نظام اللحام TIG من مصدر طاقة، والذي يمكن في معظم الحالات تحويله إلى اللحام بالتيار المباشر أو المتناوب، وشعلة لحام متصلة بمصدر الطاقة عبر حزمة خرطوم. تحتوي مجموعة الخرطوم على خط طاقة اللحام، وإمدادات الغاز الواقية، وخط التحكم، وبالنسبة للمشاعل الأكبر حجمًا، إمداد وإرجاع مياه التبريد.
5. اللحام بالبلازما.
في لحام البلازما (لحام معدن البلازما بالغاز الخامل، EN ISO 4063: العملية 151)، تعمل طائرة البلازما كمصدر للحرارة. البلازما عبارة عن غاز موصل للكهرباء يتم تسخينه بدرجة عالية بواسطة قوس كهربائي. في شعلة البلازما، يتأين غاز البلازما (الأرجون) الذي يتدفق عبرها بواسطة نبضات عالية التردد ويتم إشعال القوس المساعد (القوس الدليلي). يؤدي هذا إلى حرق بين قطب التنغستن المستقطب سلبًا والأنود المصمم على شكل فوهة ويؤين عمود الغاز الموجود بين الفوهة وقطعة العمل ذات الاستقطاب الزائد. هذا يجعل من الممكن إشعال القوس دون الاتصال. يتم استخدام مخاليط الغاز من الأرجون والهيدروجين أو الأرجون والهيليوم كغاز بلازما، مما يحمي المصهور من الأكسدة ويثبت القوس. الإضافات الصغيرة من الهيليوم أو الهيدروجين تزيد من الاختراق وبالتالي تزيد من سرعة اللحام. يؤدي انقباض البلازما بواسطة فوهة النحاس المبردة بالماء إلى عمود غاز أسطواني تقريبًا إلى تركيز طاقة أعلى من لحام TIG، مما يسمح بسرعات لحام أعلى. وبالتالي فإن التشوه والضغوط أقل مما هي عليه مع لحام TIG. نظرًا لاحتراق قوس البلازما بشكل ثابت حتى عند أدنى شدة تيار (أقل من 1 أمبير) وعدم الحساسية للتغيرات في المسافة بين الفوهة وقطعة الشغل، يتم استخدام هذه العملية أيضًا في تكنولوجيا اللحام الدقيق. مع عملية اللحام بالبلازما الدقيقة (نطاق اللحام الحالي 0.5-15 أ)، لا يزال من الممكن لحام الصفائح التي يبلغ سمكها 0.1 مم. يتم استخدام ثقب البلازما أو لحام ثقب المفتاح لصفائح معدنية بسماكة 3 مم وما فوق، واعتمادًا على المادة المراد لحامها، يمكن استخدامها للحام بطبقة واحدة دون تحضير التماس حتى سمك 10 مم. مجالات التطبيق الرئيسية هي بناء الحاويات والأجهزة، وبناء خطوط الأنابيب والسفر عبر الفضاء.
6. التنغستن - لحام الغاز الخامل (TIG).
اللحام بغاز التنغستن الخامل (عملية اللحام TIG، EN ISO 4063: العملية 141) يأتي من الولايات المتحدة الأمريكية وأصبح معروفًا هناك في عام 1936 تحت اسم لحام أرجونارك. ولم يبدأ تأسيسها في أوروبا إلا في بداية الخمسينيات من القرن الماضي. في البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية تسمى العملية TIG أو GTAW. يرمز TIG إلى لحام غاز التنغستن الخامل ويرمز GTAW إلى لحام قوس غاز التنغستن. يمكن العثور على كلمة "التنغستن" في كلا الاختصارين، وهو المصطلح الإنجليزي للتنغستن.
هناك طريقتان لإشعال القوس والاتصال والإشعال عالي التردد:
في الإشعال بالتلامس التاريخي (الإشعال بالضربة أو الكاتب)، على غرار اللحام الكهربائي، يتم ضرب قطب التنغستن لفترة وجيزة على قطعة العمل - مثل عود الثقاب - وبالتالي يتم إنشاء دائرة كهربائية قصيرة. بعد رفع القطب من قطعة الشغل، يحترق القوس بين قطب التنغستن وقطعة الشغل. العيب الرئيسي لهذه العملية هو أنه في كل مرة يتم إشعالها، تلتصق بعض المواد على قطب التنغستن، والذي يبقى كجسم غريب في حوض الذوبان بسبب ارتفاع درجات حرارة انصهار التنغستن. لذلك، غالبا ما يتم استخدام لوحة نحاسية منفصلة ملقاة على قطعة العمل للإشعال.
لقد حل الإشعال عالي التردد محل إشعال السلسلة بالكامل تقريبًا. مع الإشعال عالي التردد، يتم تأين الغاز الموجود بين القطب وقطعة العمل باستخدام مولد نبض عالي الجهد يطبق جهدًا عاليًا على قطب التنغستن، وبالتالي يشعل القوس. يتمتع مولد النبض عالي الجهد بمستوى تيار آمن.
أحد أشكال الإشعال بالتلامس هو اشتعال قوس الرفع. يتم وضع القطب مباشرة على قطعة العمل عند نقطة اللحام. يتدفق تيار صغير، وهو لا يكفي لإتلاف القطب. عندما يتم رفع الشعلة، يشتعل قوس البلازما وتزيد الأجهزة الإلكترونية لآلة اللحام التيار إلى أمبير اللحام. وتتمثل ميزة هذه الطريقة في أنها تتجنب التداخل الكهرومغناطيسي الذي يمكن أن يحدث مع الاشتعال عالي التردد.
وعادة ما يستخدم غاز الأرجون النبيل، ونادرًا ما يستخدم الهيليوم أو خليط من الغازين في اللحام. يتم استخدام الهيليوم الباهظ الثمن نسبيًا لزيادة مدخلات الحرارة بسبب التوصيل الحراري الأفضل. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، فإن كميات صغيرة من الهيدروجين في الغاز الواقي يمكن أن تقلل من لزوجة الذوبان وتزيد من سرعة اللحام (لم يعد هذا غازًا خاملًا، ولكنه غاز مختزل، انظر التغيير المخطط إلى EN ISO 4063.
يتم توجيه الغاز الواقي من خلال فوهة الغاز إلى نقطة اللحام. القاعدة الأساسية هي: القطر الداخلي لفوهة الغاز = 1.5 × عرض حوض الذوبان. تعتمد كمية الغاز الواقي، من بين أمور أخرى، على شكل التماس والمواد وموضع اللحام والغاز الواقي وقطر الفوهة؛ يمكن العثور على معلومات حول هذا في أوراق بيانات الشركة المصنعة.
عند اللحام بـ TIG، يمكنك العمل مع أو بدون معدن الحشو. بالنسبة للحام اليدوي، عادة ما يتم استخدام الإضافات على شكل قضيب، كما هو الحال مع اللحام بصهر الغاز. ومع ذلك، يجب تجنب الخلط بين قضبان اللحام بالغاز بأي ثمن، لأن تركيبها الكيميائي يختلف.
عندما يتعلق الأمر بلحام TIG، يتم التمييز بين اللحام بالتيار المباشر واللحام بالتيار المتردد. يستخدم اللحام بالتيار المباشر بقطب مستقطب سلبيًا في لحام جميع أنواع الفولاذ والمعادن غير الحديدية وسبائكها. في المقابل، يستخدم اللحام بالتيار المتردد في المقام الأول لحام المعادن الخفيفة مثل الألومنيوم والمغنيسيوم. وفي حالات خاصة، يتم أيضًا لحام المعادن الخفيفة بالتيار المباشر والقطب الموجب. يتم استخدام مشاعل اللحام الخاصة ذات قطب التنغستن السميك جدًا والهيليوم كغاز وقائي. تعد القطبية الإيجابية لقطب التنغستن ضرورية للمعادن الخفيفة، حيث تشكل هذه عادةً طبقة أكسيد صلبة ذات نقطة انصهار عالية جدًا (كما هو الحال مع أكسيد الألومنيوم وأكسيد المغنيسيوم) على سطحها. تنكسر طبقة الأكسيد هذه عندما يتم استقطاب قطعة العمل إلى السالب، حيث تعمل قطعة العمل الآن كقطب ينبعث منه الإلكترون ويتم إزالة أيونات الأكسجين السالبة.
يحتوي BGI 746 (التعامل مع أقطاب التنغستن المحتوية على أكسيد الثوريوم في لحام غاز التنغستن الخامل (TIG)) على معلومات حول التعامل الآمن مع أقطاب التنغستن المحتوية على أكسيد الثوريوم في لحام غاز التنغستن الخامل، ويصف التدابير الوقائية اللازمة التي يجب اتخاذها لاستبعاد المخاطر المحتملة من التعامل مع هذه الأقطاب الكهربائية أو تقليلها إلى مستوى مقبول. وهذا ضروري بسبب النشاط الإشعاعي المنخفض للثوريوم والغبار الضار للمعادن الثقيلة. نظرًا لتوافر أقطاب التنغستن المسبوكة مع اللانثانم أو العناصر الأرضية النادرة، يمكن الآن الاستغناء عن استخدام أقطاب التنغستن المسبوكة بالثوريوم.
TIG - اللحام النبضي
التطوير الإضافي لحام TIG هو اللحام بالتيار النابض. في اللحام النبضي TIG، ينبض تيار اللحام بين التيار الأساسي والتيار النبضي بترددات متغيرة وارتفاعات وعرض التيار الأساسي والتيار النبضي. يمكن تعديل تردد النبض وعرض النبض وارتفاع النبض بشكل منفصل. لا يمكن إجراء نبض TIG بمنحنى تيار متغير إلا باستخدام نظام لحام خاص (عاكس اللحام). يتيح الإدخال الحراري القابل للتعديل بدقة في اللحام النبضي TIG سد الفجوة جيدًا واللحام الجيد للجذر واللحام الجيد في المواقف الصعبة. يتم تجنب عيوب اللحام في بداية ونهاية التماس، كما هو الحال في لحام الأنابيب
تتضمن جميع الأوصاف لحام TIG يدويًا أو ميكانيكيًا جزئيًا مع حشو معدني بقطر 1.6 مم. عند اللحام النبضي للمعادن الخفيفة (أي: AA6061)، يمكن تحقيق الذوبان على السطح، وبالتالي منع الذوبان من خلال الصفائح الرقيقة < 1.0 مم. خاصة مع اللحامات الشرائحية، يتم الإمساك بالزاوية بشكل أسرع من اللحام بالتيار الثابت القياسي. تم أيضًا لحام الصفائح التي يبلغ سمكها 0.6 مم بشكل مثالي، حيث يسمح ثبات القوس ومدخل الحرارة المركزة بتجمع ذوبان صغير ومحدد. التدبيس هو المشكلة الرئيسية عندما تكون هناك فجوة ووصول الأكسجين إلى جانب الجذر. تأثير سبائك القطب التنغستن وتكوين غاز التدريع مهم؛ هذه المعلمات تؤثر بشكل كبير على العملية.
7. الغرض من اللحام.
عند تعريف المصطلح، يتم التمييز بين لحام المفاصل واللحام التراكمي حسب الغرض من اللحام. اللحام المشترك هو وصل (DIN 8580) لقطع العمل، على سبيل المثال مع خط التماس الطولي للأنبوب. اللحام بالترسيب هو طلاء (DIN 8580) لقطعة العمل عن طريق اللحام. إذا كانت المادة الأساسية والمواد المستخدمة مختلفة، يتم التمييز بين لحام الترسيب للدروع والكسوة والطبقات العازلة.
اللحام بالصهر هو لحام بتدفق ذوبان موضعي، دون استخدام القوة، مع أو بدون مادة لحام مماثلة مستهلكة (ISO 857-1). وعلى النقيض من اللحام، يتم تجاوز درجة حرارة السائل للمواد الأساسية. من حيث المبدأ، يمكن توصيل جميع المواد التي يمكن تحويلها إلى الطور المنصهر عن طريق اللحام. غالبًا ما يستخدم اللحام لتوصيل المعادن أو اللدائن الحرارية أو الزجاج، سواء في المنتجات الاستهلاكية أو لتوصيل الألياف الزجاجية في تكنولوجيا الاتصالات. اعتمادًا على عملية اللحام، يتم إجراء التوصيل باستخدام خط لحام أو نقطة لحام، أو باستخدام لحام الاحتكاك أيضًا على مساحة مسطحة. يتم توفير الطاقة اللازمة للحام من الخارج. يستخدم مصطلح لحام الويب عند استخدام الروبوتات في اللحام الآلي.
أ. تأثير اللحام على المادة الأساسية.
يمكن أن يكون للمادة الأساسية خصائص غير مواتية بسبب حرارة اللحام والتبريد السريع نسبيًا اللاحق. اعتمادًا على المادة وعمليات التبريد، يمكن أن يحدث التصلب أو التقصف، على سبيل المثال. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تنشأ ضغوط داخلية عالية أثناء الانتقال بين خط اللحام والمادة الأساسية. ويمكن مواجهة ذلك من خلال مجموعة متنوعة من التدابير المضادة في الإنتاج. وتشمل هذه التدابير اللحام، مثل اختيار عمليات اللحام المناسبة، ومواد حشو اللحام وعمليات ما بعد المعالجة لوصلات اللحام، والتسخين المسبق لقطعة العمل بالإضافة إلى تدابير التصميم والتصنيع، مثل اللحام الصحيح وبالتالي تسلسل التجميع، واختيار أشكال التماس المناسبة، وإذا كان هناك خيار، اختيار المادة الأساسية الصحيحة.
ب. إطالة الحياة من خلال طرق ما بعد العلاج.
يتم تحديد القوة التشغيلية وعمر الخدمة للهياكل الفولاذية الملحومة المحملة ديناميكيًا في كثير من الحالات من خلال طبقات اللحام، وخاصة انتقالات طبقات اللحام. من خلال المعالجة اللاحقة المستهدفة للتحولات عن طريق الطحن والتفجير والطحن بالخردق والطرق عالي التردد وما إلى ذلك، يمكن زيادة عمر الخدمة للعديد من الإنشاءات بشكل كبير باستخدام وسائل بسيطة.
ج. قابلية اللحام للصلب.
يعتبر الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كربون تزيد عن 0.22% قابلاً للحام فقط إلى حد محدود؛ هناك حاجة إلى تدابير إضافية مثل التسخين المسبق. ومع ذلك، فإن محتوى الكربون في الفولاذ وحده لا يوفر أي معلومات حول قابلية اللحام، حيث يتأثر ذلك أيضًا بالعديد من عناصر صناعة السبائك الأخرى. ولذلك يتم أخذ مكافئ الكربون (CEV) في الاعتبار عند التقييم. بالنسبة للعديد من المكونات، اعتمادًا على التصميم والمواد، يلزم اتخاذ تدابير إضافية مثل التسخين المسبق أو التبريد البطيء أو التلدين لتخفيف الضغط أو اللحام العازل لتجنب التشقق والكسور (كسور الشرفة). بشكل عام، يكون لحام سبائك الفولاذ ذات السبائك العالية أو الأعلى أكثر صعوبة ويتطلب معرفة وضوابط خاصة من الشركة المصنعة. وهذا هو أحد الأسباب وراء تعيين مشرف لحام مسؤول في جميع الشركات، بالإضافة إلى اللحامين المعتمدين الإلزاميين. وبدون أمر، يكون مالك الشركة مسؤولاً تلقائيًا بصفته مشرف اللحام. بدءًا من الفئة ب فصاعدًا، يجب توظيف متخصصين لحام مدربين تدريبًا خاصًا، مثل مهندسي/فنيي اللحام، لضمان الدعم الفني اللازم لأعمال اللحام.