الرئيسية / اللحام / التفتيش علي اللحام / كيفية اجراء اللحام علي التيتانيوم باستخدام TIG لحام القوس الكهربائي
لحام التيتانيوم باستخدام القوس الكهربائي TIG
لحام التيتانيوم باستخدام القوس الكهربائي TIG

كيفية اجراء اللحام علي التيتانيوم باستخدام TIG لحام القوس الكهربائي

يوفر لك هذا الدرس المدرج تحت بند قابلية المواد علي اللحام مقدمة عامة حول ثانيا : التيتانيوم Titanium الجزء الاول في عمليات اللحام TIG او GTAW وسوف نركز فيها علي افضل الممارسات والخطوط العريضة وعيوب اللحام المرتبطة بجانب المخاطر المرتبطة بهذه العمليات هذا لان استخدام لحام القوس الكهربائي TIG هو الاكثر شيوعا في كيفية اجراء اللحام التيتانيوم باستخدام لحام القوس الكهربائي TIG بالرغم من ذلك يمكن استخدام MIG فهناك تطوير جاري علي استخدام عمليات لحام القوس الكهربائي MIG في لحام التيتانيوم وهذا لن يتم مناقشته الان. وكنا قد تحدثنا سابقا عن اولا : تكافؤ الكربون وعن خصائص المعادن التي يدخل فيها الكربون.

ثانيا : التيتانيوم Titanium

الالوان الجميلة البنفسجي والاخضر والازرق والرمادي والابيض احد الاستخدامات في المجوهرات والاكسسوار المصنوع من التيتانيوم وهي تشير ايضا الي الالوان التي يتعرض لها التينانيوم في عملية اللحام GTAW – TIG عند اجراء لحام التيتانيوم بسبب العوامل الجوية مع الاكسجين والنتيتروجين الموجود بالهواء والذي يؤدي الي تدهور الخصائص الميكانيكية للتيتانيوم في لحام القوس الكهربائي فمن الضروري ضمان الحماية بغاز التدريع بشكل كامل. وعلي النقيض عند استخدام التيتانيوم في عمليات لحام resistance welding spot welding, seam welding الذي لن يتسبب في ضرر المعادن الاساسية عند التعرض للهواء.

وعموما اصبح التيتانيوم اكثر استخداما في الصناعات المختلفة مثل صناعة الطائرات والمبدلات الحرارية والصناعات البحرية والمدرعات ومركبات الفضاء وغيرها الكثير هذا بسبب خصائصه الممتازة حسب الاتي:

  • القوة العالية نسبة الي الوزن ( فهو قوي جدا كالفولاذ الصلب ولكنه نصف وزنه)
  • له القدرة الممتازة علي مقاومة التآكل والصداء
  • الخصائص الميكانيكية جيدة جدا في درجات الحرارة المرتفعة

كما انه يتم استخدام التيتانيوم Ti حسب ما يلي

  • التيتانيوم النقي (للاستخدام التجاري) تتراوح نسبة Ti من ٩٨٪ الي ٩٩.٥٪ ويمكن تعزيز السبيكة بادخال بعض العناصر الاخرى O2, N2, C and Fe الذي يزيد من سهولة اللحام
  •  Alpha alloys .Mainly single -phase alloys with up to 7% Al and a small amount of O2, N2 and C. These can be fusion welded in the annealed condition.
  • Alpha-beta alloys. Two-phase alloys formed by the addition of up to 6% Al and varying amounts of beta- forming constituents such as V, Cr and Mo. Can be fusion welded in the annealed condition
  • . Ni–Ti alloys that contain a large beta phase, stabilised by elements such as Cr, are not easily welded.

ان لحام القوس TIG عندما يتم تطبيقه علي التيتانيوم نحتاج الي نوع من الغاز الخامل مثل الارجون الذي يعمل علي عملية التدريع بين المعادن الاساسية المراد لحامها ونقطة ذوبان التنغستن هذا لمنع التعرض للهواء حيث يتم انشاء فراغ القوس بينهما ويتم استخدام الحرارة للحام المواد الاساسية عن طريق ذوبان اكترود اللحام التنغستن ويكون متصلا بمولد الطاقة DC الكاثود كقطب سالب الانود كقطب موجب.

الظروف الملائمة لاجراء عملية لحام القوس الكهربائي TIG

في الشكل التالي يوضح لنا الترتيب النموذجي لاجراء لحام القوس TIG للتيتانيوم كما وان الفرق الرئيسي بين تطبيقه علي الفولاذ الصلب هو جهاز التدريع (الشعلة)، لانه لا يمكن لنا الحصول علي تآثير عالي للتدريع بسبب امتداد طول الشعله ، فمن الضروري توفير جهاز لما بعد الحماية after-shielding device وهو موجود بالجزء الخلفي للشعلة ووظيفة هذا الجهاز هو حماية منطقة اللحام للتيتانيوم من درجات الحرارة العالية، ومن الضروري ايضا توفير جهاز الظهر back-shielding device لحماية الجزء الخلفي من منطقة اللحام للتيتانيوم، من فضلك انظر الي الشكل الاتي:
لحام القوس TIG عندما يتم تطبيقه علي التيتانيوم
وفي الشكل التالي يعرض لنا مسلسل العلاقة النموذجية بين سرعة اللحام و التيار current في لحام القوس الكهربائي TIG وهو يعرض رقاقة من التيتانيوم ٠.٥ مم تخانة وطول امتداد القوس ٢ مم والزاوية ٤٠ درجة و الكترود التنغستن المستخدم lanthanum-containing, 3.2 mm in diameter بزاوية ٤٠ درجة و تم استخدام غاز الارجون كغاز للتدريع بسرعة ٢٠ لتر / دقيقة و فيما يخص after-shielding gas استخدم ٣٧.٥ لتر / دقيقة و فيما يخص حماية الظهر back-shielding gas تم الضبط ل ٧.٥ لتر / دقيقة وكما يوضح المخطط انه كان من المفترض ان يتم ضبط التيار current لانتاج ١ مم من اللحام كحد ادني هذا وعند ضبط التيار الي الحد الاعلي كاد ان يحدث burn-through الذي يتوافق مع انتاج حبة بعرض ٣ مم ، من هنا يتبين لنا ان هناك علاقة طردية بين سرعة اللحام والتيار وهي عندما تزيد سرعة اللحام يجب زيادة التيار وعندما تتجاوز سرعة اللحام ٦ متر / دقيقة لم يعد من الممكن الحفاظ علي جودة اللحام المنصهر واختيار التيار current المناسب للعملية

مسلسل العلاقة النموذجية بين سرعة اللحام و التيار current في لحام القوس الكهربائي TIG

تآثير طول القوس
في الشكل التالي يظهر ايضا مسلسل العلاقة بين سرعة اللحام والتيار current في لحام القوس الكهربي TIG لاستخدام رقاقة sheet من التيتانيوم ٠.٥ مم تخانة وهو ينطبق عليه نفس الشروط في الرسم اعلاه الا ان طول القوس ١ مم فعندما تزداد سرعة اللحام يتم عملية تحويل و زيادة التيار current والجدير بالذكر ان الحد الاعلي لسرعة اللحام هو ٧.٥ متر / دقيقة وهو اكثر ب ١.٥ متر كما هو واضح في الشكل اعلاه والسبب في ذلك هو خفض امتداد طول القوس من ٢ مم الي ١ مم ، مما يساعد علي عمليه تركيز اكثر للقوس وفي الوقت نفسة يسمح باجراء لحام بعرض اكبر من المذكور اعلاه ، هذا بجانب انه يقلل من انتاج عيب اللحام burn-through،
والسوال الذي يطرح نفسه هو لاي مدى يمكن تقليل طول القوس بشكل مناسب وآمن بنفس الوقت في الواقع من خلال التجارب انه قد تم اجراء لحام القوس TIG في رقاقة من التيتانيوم مع طول القوس ١ مم وقد تم الحصول علي weld bead لحام حبة مستقرة جدا ولكن مع هذا الطول القصير للقوس يصبح تجمع اللحام المصهور غير مستقر بسبب بعض الاضطرابات التي يسببها نقطة ارتكاز الكترود التنغستن وبالتالي يضطرب اتصال الالكترود باللحام المصهور ، وفي حالة حدوث ذلك يمكن زيادة طول القوس، ويعتبر الحد الادني لطول القوس هو ٠.٥ مم ، في الواقع ان السيطرة علي طول مدى القوس في لحام TIG له اهميه كبيرة جدا لانه يؤثر علي النتائج النهائية للحام .
تقليل طول القوس في لحام القوس TIG

نآمل ان نكون وفقنا في شرح الجزء الاول كيفية اجراء اللحام التيتانيوم باستخدام لحام القوس الكهربائي TIG وهو ضمن قسم قابلية المعادن للحام من دورة التفتيش الهندسي بموقع عقل المهندس فانتظرونا بالجزء الثاني يمكنك الانتقال من القائمة الجانبية اليسرى لمتابعة الدورس السابقة ولا تنسى الاشتراك ببريد الموقع ومتابعتنا علي مواقع التواصل الاجتماعي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *