الرئيسية / اللحام / التفتيش علي اللحام / الاساليب المعتمدة في تجهيز وصلات اللحام joint preparation methods
الاساليب المعتمدة في تجهيز وصلات اللحام
الاساليب المعتمدة في تجهيز وصلات اللحام

الاساليب المعتمدة في تجهيز وصلات اللحام joint preparation methods

يعتبر الاعداد السليم لمفصل وصلات اللحام weld joint جزءا هاما جدا للكثير من السبائك المعدنية وان تجهيز الوصلات الملحومة Weld joint: preparation methods  و كيفية اعدادها وكيف يتم ذلك ، وكيف يكون لها تآثير علي خصائص اللحام هذا ما سوف نتعرف عليه اليوم بموقع عقل المهندس في الدورة التدريبية لمفتش اللحام Welding inspector ويمنك متابعة الدروس السابقة من هنا  ولا تنسى متابعة الدورة المميزة عن رموز اللحام بنفس القسم.

الاساليب المعتمدة في تجهيز وصلات اللحام

ان ما يسمى بتجهيز وصلات اللحام في الواقع هو مصطلح يعبر عن التقنية المستخدمة في صناعة اللحام لوصف كيفية اعداد المعادن التي سوف يتم لحامها وهذا يعتمد علي الاساليب الميكانيكية المستخدمة ومن المؤسف انك ترى العديد من فنيين اللحام لا يهتمون بهذا الموضوع علي الرغم من ان هذا الاجراء مهم جدا لانتاج لحامات جيدة فاذا كنت لا تقوم بهذا الاجراء سينتهي بك الامر الي لحام فقير الجودة و الانصهار وقد تحدثنا عن كيفية الحصول علي لحام عالي الجودة سالفا. والان ندخل في الموضوع.

  •  هناك بعض الاساليب الميكانيكية التي تستخدم في مرحلة الاعداد الاولي لزوايا اللحام حيث انه يتم بواسطة القطع الحراري الذي يشمل على سبيل المثال plasma, oxy fuel gas or oxy-arc processes وقد يحدث ان تتآثر المعادن من حرارة اجراء عملية القطع الحراري وسوف يؤدي ذلك الي خسارة في متانة (toughness) المعدن الاساسي او يتسبب في شروخ منطقة HAZ ، لذلك يجب ان تتم ازالة علي الاقل ٣ مم من المعادن الاساسية بعد عملية القطع الحراري باستخدام اي اجراء ميكانيكي مثل الجريندر والتي سيتم علي اساسها تشكيل الوصلات الملحومة اما مربعة او مشطوفة.
  • ان عمليات القطع oxygen fuel gas مثل oxyacetylene اوكسي استيلين المستخدمة في تجهيز وصلات اللحام يمكن ان تؤدي الي زيادة نسبة الكربون مما يؤدي الي تكسير في اللحام ( فالكربون يزيد من صلابة المعدن وبالتالي فهو عرضة للشقوق والشروخ) وهذه العملية غير محببه مثل استخدام البلازما وهذا سبب اخر يتوجب ازالة المعادن بعد عملية القطع علي الاقل ٣ مم بواسطة الجريندر والجدير بالذكر ان القطع بتقنية oxy-fuel gas does not actually melt حيث لا يتم فيه طرد المعادن المصهورة للخارج مثلما تفعل عند استخدام تقنيات البلازما او oxy arc cutting وفي الواقع ان ما يفعله oxygen fuel gas هو تسخين المواد الي درجة الاشتعال وبعد ذلك يدخل تيار عالي من الاكسجين بعد ذلك سوف ترى ان مكان القطع تحول الي الصداء في لحظات ويتم اذابة المعدن ثم القطع وهذا هو السبب ايضا لماذا لايتم استخدام هذه التقنية في الفولاذ المقاوم للصداء او stainless steel ولا يمكن قطعها بواسطة oxy-fuel gas حتي يتم وضع بعض المساحيق الخاصة لانجاز هذه العملية.
  • في حالة اذا تم القطع بواسطة التقنيات الميكانيكية machining مثل التي تكون مطلوبة في اعداد وصلات اللحام فيما يخص U and J او انه قد استخدم القص shearing فيجب علينا النظر في عمليات تنظيف السوائل والمواد الاخرى  المستخدمة في هذه العمليات التي من الممكن ان تتسبب في عيوب اللحام ما لم يتم تنظيفها بشكل صحيح. ( فقد تبدو الحواف ناعمة ولكن عند تدقيق النظر اليها سوف تجد انها ليست كذلك)
  • هناك بعض الحالات الاخرى الجائز استخدامها في اعداد وصلات اللحام مثل الووترجيت او القطع بالليزر Waterjet cutting and laser beam cutting

في الواقع تعتبر النظافة جزء مهم جدا وبالغ الاهمية في تجهيز وصلات اللحام قبل اجراء عمليات اللحام فيجب تنظيف سطح اللحام  والمناطق المجاورة له باستخدام  مذيب مناسب مثل الاسيتون او منظفات قلوية وازالة جميع الشحوم والزيوت وعلامات التلوين والدهانات واي نوع من انواع الصداء والتآكل والمواد الغريبة الاخرى كما يجب ازالة بقايا عمليات القطع قبل اجراء عمليات اللحام

يمكن ان تؤدي العوامل الجوية الي تلوث الوصلات المستخدمة في الحديد الكربوني الي ان تكون ملطخة ببقع الصداء وهي لا تعتبر مشكلة كبيرة او خطيرة ويمكن اجراء اللحام دون ازالة بقع الصداء بالاضافة الى ذلك عند التجارب المعملية ليس هناك اي خطورة من ذوبان كميات صغيرة من بقع الصداء السطحية حيث انه لايؤثر على مقاومة التآكل في لحام المعادن ، وعلى كل حال يمكن استخدام بعض التدابير المعقولة لتجنب هذه المشكلة بالرغم من ذلك ليس هناك تدابيير تصحيحية معينة لبقع الصداء قبل اجراء عمليات اللحام

شكل وصلات اللحام ونوع الوصلة shape of the joint – joint type

ان شكل ونوع وصلات اللحام يمكن ان تؤثر على الخواص الميكانيكية النهائية للحام و ايضا تؤثر علي مستويات التشويه والانحناء distortion التي تنتج اذام لم يتم حف وتجهيز الزوايا بشكل صحيح ، ويعتمد التآثير والتغيير في الخواص الميكانيكية الناتج على الوصلات بسبب الحرارة بشكل عام ، ويرجع ذلك الي الشروط المفروضة علي عمليه زيادة او نقصان معدن اللحام (معدن الحشو) داخل الوصلات اثناء عملية اللحام، و يتم تحديد المستوى الفعلي للآنحناء او تشويه  of final distortion بناء علي زاوية الكترود اللحام وعلي اساس زاوية الاخدود groove وهذا لا يتوقف على اذا كان يتم تشكيل اللحام من جانب واحد او من كلا الجانبين. وسوف يآتي شرحه لاحقا
ففي الشكل التالي يوضح لنا مكونات وصلات اللحام single V joint and U joint وبعض مزايا single U الذي يتفوق علي single V اثناء اجراء اللحام في انه اقل تكاليف من حيث معدن الحشو واقل عرضة للانحناء والالتواء والتشوه

شكل وصلات اللحام ونوع الوصلة shape of the joint joint type
شكل وصلات اللحام ونوع الوصلة shape of the joint joint type

تجهيز الوصلات الملحومة

Residual stress and distortion
اولا : Residual stress الضغوط

ان وصف Residual stress للوصلات يعبر عن تلك الضغوط الناتجة من جراء الانحناء او عند اجراء اللحام فعندما يتم انحناء Plate سوف ينتج مايسمي بالانحناء نتيجة الضغط bending stresses  وتكون المنطقة الاكثر تآثيرا لهذا الانحناء فيما يخص اجهاد الشد tensile stress سوف تكون في المنطقة المحدبة من وجه اللحام convex surface ، وسوف يبقي الضغط stress علي ال Plate الذي من الممكن ان يسبب فشل في اللحام نفسه خصوصا اذا كان هناك عيب في منطقة الشد والاجهاد (وهذا ايضا وصف كيف يتم اجراء اختبار الشد bend tests )

ان الاجهاد والضغط  Residual welding stress في وصلات اللحام يآتي وينتج من التمدد والانكماش السريع غير المتكافى للوصلات هذا بجانب وجود عدم الضبط المناسب للوصلات restraint of joints وبالنظر الي المثال الاتي سوف يتبين لنا عندما يتم تسخين قطاع من المعدن سوف يتمدد ومن ثم يتم تبريدها بالوضع الطبيعي سوف ترجع القطعة لحجمها الاصلي (تتمد بالحرارة وتنكمش بالبرودة) طبيعيا وهنا لا ينتج الاجهاد ، ولكن على سبيل المثال اذا تم حصار تمدد المعدن بواسطة كلمب او jigs في محاولة لمنع تقلص حجمها سوف تكون عرضة لاجهاد الشد ويمكن ان يتسبب هذا في تشويه او كسر المواد والمعادن، انظر الصورة ادناه

كيف يتم اجراء اختبار الشد bend tests

وهذا ما يسمى الشد والاجهاد الناجم عن التمدد والانكماش غير المتكافئ الي جانب فرض قيود على عملية اللحام باستخدام الكلامب.

وعند النظر في اليات انتاج اللحام حيث ستوجد مجموعة من مواد اللحام المصهور سوف تكون متمددة من الحرارة وعند تبريدها سوف تنكمش وسوف يعمل المعدن الام علي عمليه الضبط للمساعدة في عملية التبريد وتوفير الظروف المثالية المطلوبة لتوزيع الشد و الاجهاد residual stress علي كامل اللحام ، ومن هذا يمكن استنتاج انه سيكون هناك شد وجذب ومن ثم ضغط واجهاد دائم علي المفاصل و الوصلات الملحومة ، وفي بعض الحالات تكون نسبة الاجهاد مرتفعة جدا لتقترب من نقطة الشد yield point.

في الواقع ان فرض القيود ومحاولة استخدام الكلامبات jigs and clamps لكي تتم عمليه ضبط الوصلات عن طريق منع حركة الانكماش والتمدد كي تتم بشكل طبيعي كما يحدث في عمليات اللحام المنصهر فان هذا سوف يتسبب في تشويه وانحناء الوصلات ومع ذلك فهذه الطريقة تساعد علي الحد من الضغط العام للمكونات reduce the overall stress ، ومع ذلك قد لايسمح الكود والمعايير بخصوص زيادة او نقصان الابعاد ويعتبرها غير مقبولة، كما ان كلتا الطريقتين يمكن ان تستخدم لتقليل معامل الضغط و التشويه و الانحناء وهذا ما سوف نتناوله في الايام القادمة

نآمل ان نكون قد وفقنا في شرح تجهيز الوصلات الملحومة joint preparation methods التي قد تساعدك في عملك كمفتش لحام من فضلك لا تنسى الاشتراك ببريد الموقع وتابعنا علي مواقع التواصل الاجتماعي ويسعدنا استقبال جميع الاستفسارات حول الموضوع من خلال اضافة تعليق

اترك تعليقاً

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