تنتشر عملية اللحام على نطاق واسع في العديد من الصناعات التحويلية. من السيارات إلى الفضاء - سترى العديد من الأجزاء المصنوعة من خلال اللحام. إنها طريقة ممتازة لتوصيل وربط صفيحتين معدنيتين. ومع ذلك، هناك أنواع مختلفة من اللحام في الصفائح المعدنية. تختلف هذه الأنواع في عملها وأدائها العام.
بشكل عام، الناس على دراية بأنواع لحام TIG و MIG. ومع ذلك، لا ينتهي العالم هنا، حيث توجد بعض الأنواع الأخرى أيضًا. سيساعدك فهم كل هذه الأنواع في اختيار الطريقة الأنسب لاحتياجات اللحام الخاصة بك. سأشرح في هذه المقالة أنواع اللحام المستخدمة على نطاق واسع لربط الصفائح المعدنية. لنبدأ!
نظرة عامة على لحام الصفائح المعدنية
اللحام هو عملية ربط جزأين أو أكثر من الأجزاء أو المواد عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة مناسبة. يولد اللحام حرارة شديدة، مما يؤدي إلى ذوبان حواف المادة. عندما تبرد المادة، تلتحم حواف الجزأين معًا، مما يشكل وصلات مرئية. يسمى هذا الربط بين جزأين باللحام. وتعتمد العملية بشكل كبير على الحرارة.
المواد السميكة أسهل في اللحام بشكل عام. والسبب هو أنها يمكن أن تتحمل الحرارة وتخضع للالتواء. ومع ذلك، فإن الصفائح المعدنية رقيقة ومسطحة. وبسبب رقتها، فإنها تكون عرضة للحرارة. عند لحام الصفائح الرقيقة، تكون فرص حدوث التواء عالية جدًا. ولذلك، يتطلب لحام الصفائح المعدنية مهارات وآلات لحام محددة.
قد تتساءل لماذا نحتاج إلى لحام الصفائح المعدنية، حيث يمكننا استخدام مواد أكثر سمكًا. تذكر أن صناعات السيارات والطيران تحتاج إلى صفائح معدنية لصنع بعض أجزائها. يمكن أن تزيد المواد السميكة من وزن الطائرات أو المركبات. كما أن هذه الأجزاء الأثقل ستجعل السيارات تستهلك المزيد من الوقود.
ومن المثير للاهتمام، هناك أنواع مختلفة من اللحام المتاحة. ومع ذلك، يختلف عملها وقابليتها للاستخدام عن بعضها البعض. فهي تستخدم مصادر مختلفة لتوليد الحرارة، والتي تستخدم لصهر المواد وإنشاء الوصلات. تذكر أن الصفائح المعدنية يمكن أن تكون مصنوعة من مواد مختلفة، مثل الألومنيوم والصلب. وستحتاج كل صفيحة إلى نوع معين من إجراءات اللحام.
أنواع اللحام في الصفائح المعدنية
كما ذكرت سابقًا، تتوفر تقنيات لحام مختلفة. بعضها مثالي للصفائح المعدنية السميكة. ومن ناحية أخرى، هناك بعض أنواع اللحام التي تناسب الصفائح الرقيقة ولا تتسبب في حدوث احتراق. لكل نوع من أنواع اللحام مزاياه وعيوبه وتطبيقاته الخاصة. دعونا نتعمق أكثر ونناقش هذه الأنواع وكيف تكون مفيدة في لحام الصفائح المعدنية.
1- اللحام بالتيغ (TIG) (GTAW أو TIG)
TIG (اللحام بغاز التنغستن الخامل) هي طريقة شائعة للحام الصفائح المعدنية. وتعتبر مثالية لإنشاء اللحامات على الصفائح المعدنية الرقيقة نظراً لدقتها. وتستخدم أقطاب التنغستن الكهربائية غير القابلة للاستهلاك أثناء عملية اللحام. تستخدم هذه العملية قوساً كهربائياً لصهر المادة.
تذكر أن هذا القوس يمكن أن يوفر درجات حرارة تصل إلى 6000 درجة مئوية. ويمكن لهذه الحرارة العالية أن تصهر أي مادة بسهولة. تستخدم هذه الطريقة مادة حشو منفصلة، حيث تستخدم قطب كهربائي قابل للاستهلاك. أثناء العمل، تقوم الماكينة بتوليد قوس كهربائي. يتم توجيه هذا القوس إلى المنطقة المطلوب اللحام فيها.
يستخدم المشغل مادة الحشو للمساعدة في إنشاء لحام قوي في البقع المرغوبة. تستخدم طريقة TIG الأرجون كغاز تدريع. تساعد هذه الغازات على منع حدوث مضاعفات مثل تلوث الهواء أثناء عملية اللحام. وبما أنه يمكن للمشغل تلقيم الحشو يدويًا، فإنه يكتسب مزيدًا من التحكم في عملية اللحام. لذلك، يمكنه إنشاء لحامات سلسة في الموقع المطلوب.
من خلال التحكم في تغذية الحشو، يمكنه ضمان عدم تسخين الجزء الآخر من الصفيحة وتمدده. ميزة هذه الطريقة هي دقة اللحام. تذكر أن ماكينة اللحام لا تقوم بتغذية الحشو تلقائيًا. يقوم المشغل بتوجيه الحشو إلى الموقع المطلوب. وينتج عن ذلك لحام قوي بدقة استثنائية.
تعتبر هذه العملية مثالية للحام صفائح الألومنيوم أو صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ. فهي توجه الحرارة بالضبط إلى المكان المطلوب للحام. لذلك لا يتم تسخين الجزء الآخر من الصفائح. وإذا حدث ذلك، يمكن أن تتعرض البقعة الملحومة للتشوه. ومع ذلك، فإن هذه العملية مكلفة بسبب استخدام حشو منفصل. كما أن تدخل الجهود البشرية في تغذية الحشو يجعل هذه العملية أبطأ.
2- لحام MIG (GMAW أو MIG)
MIG (اللحام بالغاز الخامل المعدني) هي طريقة أخرى أقل دقة من TIG. ومع ذلك، فهي غير مكلفة وسريعة، مما يجعلها خيارًا لائقًا لـ تصنيع الصفائح المعدنية. تستخدم طريقة اللحام MIG سلكاً معدنياً كقطب كهربائي. هذا القطب قابل للاستهلاك ويتم استخدامه أثناء عملية اللحام. وبكلمات بسيطة، يعمل القطب نفسه كمادة حشو.
يستخدم مسدس اللحام سلك معدني (قطب كهربائي) كمادة حشو أثناء عملية اللحام. يذيب القوس الكهربائي القادم من القطب الكهربائي الصفائح المعدنية. يتم استخدام مادة الحشو على هذه البقعة وتنصهر وتنشأ عملية لحام بين الجزأين. على عكس TIG، لا تستخدم تقنية اللحام هذه مادة حشو منفصلة. يستمر مسدس اللحام في استخدام قطب السلك بشكل مستقل.
لا يوجد تدخل بشري في تغذية مادة الحشو. وهذا يؤدي إلى لحام أسرع وتصنيع أسرع للأجزاء. ومع ذلك، هناك عيب عدم وجود تدخل بشري. يتم استخدام القطب (الحشو) تلقائيًا بواسطة مسدس اللحام. لذلك، يمكن استخدام مسدسات اللحام بدون مشغل في المكان الخطأ. لذلك، يمكن أن يؤثر ذلك على الدقة ويخلق لحامات كبيرة وقبيحة وغير مرغوب فيها.
تذكر أن الصفائح المعدنية حساسة للحرارة. إذا لم يقم مسدس اللحام بتسخين البقعة الدقيقة، فقد يؤدي ذلك إلى تمدد المادة واعوجاجها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي هذا التلقيم التلقائي للأقطاب الكهربائية كمادة حشو إلى إنشاء لحامات كبيرة الحجم. يمكن أن يؤثر هذا اللحام الكبير على مظهر المادة. تعتبر هذه الطريقة مناسبة للحام المواد السميكة.
3- اللحام بأشعة الليزر
إنه إجراء لحام حديث يستخدم ليزر عالي الطاقة لإنشاء اللحام على الصفائح المعدنية. تأتي ماكينات اللحام بالليزر مزودة بمصدر ليزر مخصص ورأس ليزر. عند تشغيل الماكينة، ينتج مصدر الليزر شعاع ليزر عالي الطاقة. ثم يقوم رأس الليزر بتوجيه هذا الليزر إلى البقعة المطلوبة.
ونظراً لأن الليزر يحتوي على طاقة عالية، فإنه يذيب الأجزاء ويدمجها، مما يؤدي إلى تكوين لحام. تتوفر كل من آلات اللحام بالليزر اليدوية والآلية. الماكينات المحوسبة أكثر دقة من ماكينات اللحام اليدوية. وأرى أن هذه الطريقة هي الأنسب للصفائح المعدنية الرقيقة. دعني أشرح السبب.
يقوم رأس الليزر بتوجيه الليزر إلى الموضع المطلوب. الليزر نفسه عبارة عن شعاع ضيق شديد التركيز ولا يقوم بتسخين المادة بأكملها. وبدلاً من ذلك، يظل مركزاً على بقع محددة. ونتيجة لذلك، فإنه لا يتسبب في تمدد المادة أو التواءها. وعلاوة على ذلك، يمكن التحكم في شدة الليزر، مما يساعد على تجنب حرق الصفائح المعدنية.
4- اللحام الموضعي (اللحام بالمقاومة)
يُستخدم هذا النوع من اللحام لتصنيع الصفائح المعدنية لأبواب السيارات والأسقف والإطارات والأجزاء الأخرى في الثلاجات. في هذه الطريقة، يعمل الضغط والحرارة معاً لإنشاء اللحام. يتم أخذ أول لوحين معدنيين يحتاجان إلى اللحام. يتم وضعهما بطريقة يجب أن تتلامس الأجزاء التي سيتم اللحام فيها مع بعضها البعض.
ثم يتم الضغط على قطبين كهربائيين على هذه الأجزاء من الموضعين العلوي والسفلي. وبهذه الطريقة، لا تتحرك الأجزاء أو تخرج عن المحاذاة. الآن، عليك الآن تشغيل ماكينة اللحام الموضعي. ونتيجة لذلك، سترسل الماكينة التيار الكهربائي إلى القطب الكهربائي النحاسي. ثم يتدفق هذا التيار إلى الموضع الذي تتلامس فيه المادتان مع بعضهما البعض.
سيتعين عليك الضغط بينما يقوم التيار بإذابة الصفائح عند نقطة التلامس. سيؤدي ذلك إلى إنشاء لحام قوي ومتين يدوم لسنوات عديدة. يوفر هذا التيار الحرارة المطلوبة، مما يؤدي إلى ذوبان الجزء الملامس وإنشاء اللحام. تُستخدم عملية اللحام هذه على نطاق واسع على نطاق واسع. يتم تصنيع العديد من قطع غيار السيارات من خلال هذا الإجراء. يمكن لهذا النوع إنشاء لحامات نظيفة وسلسة على الصفائح المعدنية.
إضاءة سريعة: تذكر أن الحرارة تنتقل إلى الجزء الملامس من الصفائح المعدنية. ونتيجة لذلك، فإنه يخلق لحامًا مثاليًا بين تلك الصفائح. ما أحبه في هذه الطريقة هو أنها لا تصنع منطقة HAZ (المنطقة المتأثرة بالحرارة) كبيرة. يتم توفير الحرارة إلى الموضع الذي يحتاج اللحام فيه. لا يتلقى أي جزء آخر الحرارة أو يتمدد أو يلتوي أثناء عملية اللحام هذه.
5- اللحام بقوس البلازما (PAW)
تشبه هذه الطريقة لحام TIG وتوفر دقة متناهية. وتستخدم أيضاً أقطاب التنغستن (غير قابلة للاستهلاك). ومع ذلك، يتم استخدام البلازما (غاز فائق السخونة) لصهر الصفيحة المعدنية بدلاً من القوس الكهربائي. في آلة اللحام هذه، يتم إنتاج القوس الكهربائي أولاً.
يمر الغاز، مثل الأرجون، عبر هذا القوس ويسخن ويتحول إلى بلازما. ثم تنتقل هذه البلازما بين الأقطاب الكهربائية والصفائح المعدنية. وهي تصهر الحواف المعدنية بسرعة وتدمجها وتخلق لحامًا قويًا. تذكر أن هذه الطريقة مكلفة وممتازة. المصانع الكبيرة ووحدات التصنيع فقط هي التي تستخدم أنواع اللحام هذه.
تذكر أن اللحام بالبلازما عملية معقدة للغاية. فقط أولئك الذين يعرفون بالفعل كيفية اللحام باستخدام هذه الطريقة. يوفر اللحام بالبلازما بالفعل اللحام بدقة استثنائية. وعلاوة على ذلك، فإن فرص الالتواء والتشويه الحراري منخفضة أيضًا. ومع ذلك، إذا أسيء استخدام عملية اللحام هذه، فقد يؤدي ذلك إلى تلف الصفائح المعدنية.
الأسئلة الشائعة
ما نوع اللحام المستخدم للصفائح المعدنية؟
بشكل عام، يعتبر لحام TIG و MIG من الأنواع الشائعة المستخدمة في لحام الصفائح المعدنية. يعتبر TIG الأنسب للصفائح الرقيقة وينتج لحامات صغيرة وقوية. اللحام MIG هو الأنسب للصفائح المعدنية السميكة حيث لا يهم حجم اللحام.
ما هي أنواع اللحام الأربعة الرئيسية؟
هناك أنواع متعددة من إجراءات اللحام المتاحة. ومع ذلك، نستخدم القليل منها في لحام الصفائح المعدنية. وفيما يلي أسماؤها:
- اللحام بقوس البلازما
- اللحام بأشعة الليزر
- اللحام الموضعي (اللحام بالمقاومة)
- MIG (لحام القوس المعدني بالغاز أو GMAW
- TIG (لحام القوس التنغستن بالغاز أو GTAW)
هل لحام الصفيحة المعدنية أسهل؟
لا، لحام الصفائح المعدنية عملية صعبة لأن الصفائح حساسة للحرارة. فقد تتعرض للتشويه والتشويه الحراري والاحتراق بسبب الحرارة العالية. لذلك، يتم استخدام تقنيات لحام خاصة مع توخي الحذر لإنشاء لحام سلس وقوي.
الخاتمة
اللحام هو إجراء حاسم يستخدم على نطاق واسع في تصنيع المعادن. فهو يساعد على إنشاء لحام قوي (أو وصلة) بين مادتين، وربطهما بشكل دائم. ومع ذلك، هناك أنواع مختلفة من طرق اللحام المتاحة التي تختلف في عملها. قد يكون تحديد طريقة اللحام المناسبة للصفائح المعدنية عملية مربكة.
لقد ناقشت في هذه المقالة تقنيات اللحام الخمس الأكثر شيوعًا والمناسبة بشكل مثالي للصفائح المعدنية الرقيقة. تذكر أن تلك الأساليب التي تنشئ منطقة متأثرة بالحرارة (HAZ) كبيرة ليست مناسبة للصفائح المعدنية. إذا كنت تستخدم مثل هذه الأساليب، فسوف تتعرض الصفائح المعدنية للالتواء، مما يؤدي إلى لحامات خاطئة.