ورشة لحام المعادن
اللحام
هي عملية يتم فيها وصل مادتين (عادة معدنيين) ببعض بشكل يعطى صلادة دائمة. ويتم ذلك عن طريق رفع درجة الحرارة والضغط أو بدون ضغط حسب الحالة الميتالورجية المطلوبة للوصلة.
يمكن تعريف اللحام بأنه العملية التي تتم عادة بواسطة صهر المعدن عن طريق رفع درجة حرارة الوصلة ويمكن الحصول على الحرارة اللازمة لعملية الصهر بواسطة الغاز أو القوس الكهربي أو بواسطة مركبات كيميائية، كما يمكن الوصول لدرجة الحرارة اللازمة بواسطة استخدام الحث الكهربي كما أنه يمكن أن يتم اللحام على البارد. تعتبر عملية اللحام من أهم الطرق المستخدمة في وصل لمعادن.
...........................................................
تاريخ اللحام
تعد عمليات اللحام من العمليات القديمة جدا المستخدمة في وصل المعادن والتي تعود لآلاف السنين، وتعود أقدم الأثار على عمليات اللحام إلى العصر البرونزي والعصر الحديدي في الشرق الأوسط وأوروبا. فأسلوب اللحام بالتطريق يعد أقدم أساليب اللحام. كما أن بوري اللحام ليس وليد العصر الحالي بل إن قدماء المصريين واليونانيين قد استخدموا بوري مشابه مع أن اللهب الحاصل كان نتيجة استخدام سوائل قابلة للاحتراق مثل الكحول. وكانت الحرارة المتولدة عن هذا اللهب كافية للحام بعض المعادن منخفضة درجة الانصهار مثل الرصاص الذهب.
...........................................................
تطور فن اللحام
اكتشف الاستيلين سنة 1836 م ولم يستعمل على نطاق واسع حتى سنة 1892 م حتى ابتكرت طريقة لتوليد كربيد الكالسيوم الذي يولد منه غاز الاستيلين. إلا أن خصائص اللهب لم تعرف حتى سنة 1895 م (نسب المزيج الغازي) كما أن هذا الأسلوب لم يصل إلى مستواه المتطور حتى اخترع العالم لوشاتوليه بوري اللحام.
أوجد العالم بواسون ظاهرة القوس الكربوني ولم يجد لها تطبيقا عمليا، فجاء برناردوس وطبق هذه الظاهرة فوجد أنه يستطيع الحصول على درجة حرارة بحدود 3500 درجة مئوية لكن في ذات الوقت صادفته عملية الكربنة لوصلة اللحام.سلافيانوف استخدم إلكترود معدني بدلا من الكربون إلا أنه القوس كان مكشوفا (على تماس مع مكونات الجو).
كجبرج استطاع حماية القوس (بواسطة الغازات الخاملة) ومن ذلك أصبح أسلوب اللحام بالقوس أسلوبًا أساسيًا.
اكتشف العالم جول أنه لو مرر تيارًا كهربائيًا في سلكين معدنيين فوق بعض يسخن السلكان ويمكن أن يلتحما.
إلياهو تومسون 1877 م طبق ظاهرة جول في لحام المقاومة الكهربائية.
...........................................................
لحام الأوكسى أسيتلين
الادوات والمعدات المستعملة في لحام الاوكسي استلين
منظمات الضغط
خراططيم توصيل الغاز
مشعل اللحام(بوري اللحام)
انواع بواري اللحام
بواري القطع ونظرية تشغيلة
مناطق اللهب
اسلاك اللحام لغاز الاكسي استلين وانواعها واسماكها المختلفة
منظمات الضغط؛- علمنا ان اسطونات غازات اللحام تحتوي علي الغاز تحت ضغط
كبير يصل الي اكثر من 15ضغط جوي،150جوي لاسطوانة الاكسجين بينما تحتاج الي
ضغط بسيط عند اشعال اللهب (في منطقة اللحام)لا يزيد عن 2ضغط جوي لذلك نحتاج
الي منظمات الضغط يعمل علي تخفيض الضغط الغاز من ضغط المصدر الي الضغط
المستخدم في اللحام علاوة علي تنظيم خروج الغاز الي البوري واستخدام محابس
التحكم بالبوري اثناء عملية اللحام وبالتالي هبوط ضغط الغاز داخل الاسطوانة
نتيجة استهلاك الغازات
لماذا اختير غاز الاستلين من بين الغازات المشتعلة الاخري؟
1- -سهل التحضيرمن كربيد الكا لسيوم
2- اقتصادي من حيث التكا ليف
3- يعطي طاقة حرارية عالية من كمية غاز بسيطة
4- سهل السيطرة علية في كمية التحضير المناسبة وطرق الامان سهلة
5- يندمج مع الاكسجين ويعطي طاقة حرارية عالية
تحضير غاز الاكسجين
يمكن الحصول علي غاز الاكسجين باحدي الطرق الاتية:-
1-الطريقة الكيميائية
2- التحليل الكهربي للماء(هيدرجين -واكسجين)
3- اسالة الهواء الجوي والتبخير 80%من المنتج ليبقي الاكجين وحدة ولذا استقر الرئي علي اسالة الهواء الجوي
خواص اللحام بالاكسي استلين
1- لحام قوي يتم صهر الحواف ودمجها مع المعدن المساعد
2- اقتصادي حيث انة قليل التكا ليف بالنسبة للغا زات الاخري
3- يعالج الكثير من التشرخات للمعادن المختلفة
4- تنفيذاللحام الذاتي استطاع ان يتوغل في جميع مجا لات عالم المعدات والالات والانشاءات المعدنية المختلفة
5- جميع اجزاء مجموعة اللحام بالاكسي استلين قلية التكاليف وسهلة الاستخدام وطرق الصيانة بيها بسيطة
...........................................................
لحام الغازات المحجبة
*يستخدم غاز الارجون وغاز الهيليوم أو مزيج من كلا الغازين لحجب قوس اللحام فى عمليات للحام بقوس التنجستين المحجوب بالغاز ويعتمد الاستخدام على نوع التيار وعلى نوع المعدن الملحوم .
يستخدم فى بعض الاحيان مزيج من غاز الارجون وغاز الهيدروجين فى لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، الا أن هذا المزيج لا يمكن استخدامه فى لحام المعادن التى يمكن أن تمتص ( تذيب) الهيدروجين على درجات الحرارة العالية .
*الأرغون أكثر استخداما فى عمليات اللحام بقوس التنجستون المحجوب بالغاز ، والارغون أثقل من الهواء وأثقل 10 مرات من غاز الهيليوم ويوفر تغطية أفضل لمنطقة اللحام من غاز الهيليوم عند كميات التدفق المنخفضة لان هذا الغاز أقل ميلا للانتشار كما انه لا يطرد بواسطة العواء من منطقة اللحام . الارغون أرخص من الهيليوم ويمكن تزويده فى اسطوانات على شكل غاز أو على شكل سائل . يوفر الارغون قوسا هادئا وناعما ويمكن استخدامه مع تيار بفولطية منخفضة وبذلك فانه يناسب عمليات لحام المعادن الرقيقة . لغاز الارغون ميزات خاصة عند استخدامه مع التيار المتناوب وهذا مهم من الناحية العملية عند لحام الالمونيوم ن ولذلك فان غاز الارغون غالبا ما يستخدم فى لحام الالمونيوم.
...........................................................
لحام المقاومة الكهربائية
ويسمى بالإنجليزية: (Resistance Welding)، هي إحدى طرق اللحام التي تستخدم فيها الحرارة والضغط وتتولد الحرارة نتيجة لمرور تيار كهربي له شدة عالية وفولت منخفض لفترة زمنية قصيرة محددة في الموضع المراد لحامه من الجزء. وتتم عملية اللحام في النقطة أو المكان الذي ارتفعت حراراته وذلك بالضغط بواسطة قطبية.
تعتبر هذه الطريقة في اللحام من الطرق السهلة في إتمامها وكذلك لها قدرة إنتاجية عالية لذا فهي تعتبر طريقة اقتصادية بالنسبة لسعر التكلفة لو قورنت بالطرق الأخرى بالرغم من ارتفاع سعر ماكينات اللحام بالمقاومة وتمتاز أيضا أن في هذه الطريقة إمكانية لحام المعادن الغير متشابهة.
تستخدم هذه الطريقة عادة في لحام الألواح الصغيرة السمك للمعادن المختلفة سواء كانت حديدية أو غير حديدية.
...........................................................
اللحام النقطي (لحام البقعة)
و يسمى بالإنجليزية(Spot Welding)، وهو أحد الطرق الشائعة في عمليات اللحام بالتلامس وينقسم لحام البقعة إلى مجموعتين:
لحام البقعة المفردة من جهة واحدة أو من الجهتين.
لحام البقعة المتعددة، حيث يتم عمل بقعتان أو أكثر في نفس الوقت أثناء تدفق التيار.
لحام البقعة المتعددة، حيث يتم عمل بقعتان أو أكثر في نفس الوقت أثناء تدفق التيار.
........................................................... لحام القوس الكهربائي
لحام القوس الكهربي هو أحد أهم أنواع اللحام على الإطلاق، ويتم عن طريق الحرارة الناتجة عن تقوس كهربي بين القطب والجزء الملحوم. تصل درجة الحرارة في هذا النوع من اللحام إلى 4000 درجة مئوية وهى درجة حرارة كافية لصهر المعدن في نقطة اللحام أو صهر معدن إضافي من سلك ويلتحم عند تبريده مكوناً وصلة متينة.
مصادر التيار الكهربييمكن الحصول على التيار الكهربي اللازم لعملية اللحام بالطرق التالية:
مولدات التيار الكهربائية ذات التيار المستمر منها ما له خصائص فولتية ثابتة والبعض الأخر له خصائص فولتية متغيرة.
عن طريق المركبات والتي تولد تيار مستمر.
عن طريق محولات كهربية تعطي تيار متردد، ويستخدم اللحام بالتيار المتردد بكثرة عن اللحام بالتيار المستمر وذلك نظرا لرخص المعدات اللازمة لعمليات اللحام بالتيار المتردد علاوة على صغر الطاقة اللازمة في عمليات اللحام.
طرق اللحام بالقوس الكهربي
اللحام اليدوي بالأقطاب المعدنية
و هي أحد الطرق المستخدمة بكثرة في عمليات اللحام وتجري في أغلب الأحوال بالتيار المتردد. تستعمل أقطاب معدنية من الصلب (سلك اللحام) كمونه (أى مادة ملء) والأسلاك المستخدمة يتراوح قطرها بين 1-12 مم ويصل طولها إلى 500 مم.
اللحام اليدوي بأقطاب من الكربون
يجري هذا النوع من اللحام بواسطة استخدام أقطاب كربونية أو جرافيتية، وهذه الأقطاب تصنع بأقطار 8-30 مم ويبلغ طولها من 200-300 مم. وعادة تتم عملية اللحام في هذا النوع باستخدام التيار المستمر.لحام القوس الكهربي (التنجستين وستارة الغاز)
و يسمى بالإنجليزية: Gas Tungesten Arc Welding، يعتبر هذا النوع من اللحام من أوائل التطويرات التي حدثت للحام القوس الكهربي حيث يحاط بستارة أسطوانية من غاز خامل وكان يسمى سابقا لحام تيج (Teg Welding) والغازات الخاملة المستخدمة هي غازات الأرجون، الهيليوم أو خليط نوع أو أكثر منها وتستخدم ستارة الغاز هذه في عزل منطقة اللحام عن الهواء.لحام القوس الكهربي المعدني وستارة الغاز
و يسمى بالإنجليزية: Gas Metal Arc Welding، تعتبر هذه الطريقة مماثلة للطريقة السابقة باستثاء أن القطب electrode (السلك المستخدم) يُستهلك أثناء عملية اللحام حيث يتم تغذيته أوتوماتيكيا إلى موقع اللحام. وتكون ستارة الغاز في هذه الحالة من غاز ثاني أكسيد الكربون أو خليط من ثاني أكسيد الكربون وغاز الأرجون............................................................
