شرح تخفيف الضغط والالتواء – الاجهاد، الشد، الانحناء على وصلات اللحام

يتم تصنيف مصطلح تشويه اللحام بالانجليزية distortion على انه شيئ خارج عن النطاق مثل (الالتواء – الانحناء الطولي – التغيير الزاوي) وقد يعبر عن نمط معين مثل ( الانكماش العرضي – الانكماش الطولي – والتشوه الدوراني) وهناك طرق عديدة تم وصفها للتحكم في تشويه اللحام والتي يمكن تطبيقها اثناء عملية اللحام واخرى يمكن تطبيقها بعد الانتهاء من اللحام.

ويعبر مصطلح residual stress عن انواع الاجهاد التي تحدث في اللحامات و انماط التوزيع الخاصة به معقدة جدا ولا يمكن التنبوء بها اذا لم يتم اخذ الاحتياطات اللازمة وعموما الاجهاد او الضغط في النهايه يعبر عن نوع تشويه معين لوصلات اللحام.

وهذا هو موضوع اليوم كيف يمكن تخفيف( الضغط – الاجهاد – الانحناء – التشويه) القائم على وصلات اللحام، الحقيقة في المواضيع السابقه قمت بتحليل كيف ينشآء الضغط والاجهاد وكيف يتم تشويه وانحناء الوصلات الملحومة.

تخفيف وتقليل الضغط والاجهاد والانحناء

يعتمد الموضوع برمته على نوع عمليه اللحام المستخدمه ونوع المفصل او وصله اللحام نفسها وبالنظر الى الشكل الاتي يعرض سبيكة من المعدن (قطعة بلته) plates حيث تم تجهيز زوايا الوصلات بدون اي ضبط ونلاحظ بعد اجراء اللحام وتبريد المفصل حدث انكماش وانحناء الوصلة الى الوضع الافقي الصحيح.

وتشرح الرسومات الهندسية اعلاه تطبيق تقنية offset على نوع لحام الفليه TEE – ولحام الاخدود groove ما يعيب هذه الطريقة ان مقدار الازاحة غير معروف ولا يمكن تحديده الا عن طريق التجربه وبالتالي هناك احتمالات كبيرة للخطاء، بنفس الوقت تقنيه offset بسيطة وغير مكلفة ويمكن تطبيقها للسيطرة على مستوى انحناء الوصلة اذا تم تنفيذها بشكل صحيح.

والنهاية يمكن تطبيق هذه الطريقة من خلال ترك الوصلات تتحرك في مساحة معينه بالشكل الطبيعي بدون فرض اي قيود او تركيب كلامبات وفيما يلي التقنيات المستخدمة في السيطرة تشويه وصلات اللحام.

اولا : اللحام المتسلسل – المتتابع

اللحام المتسلسل بالانجليزية Sequential welding  هي تقنية تستخدم في لحام الوصلات عن طريق انتاج حبات لحام متواليه بطريقة متتابعه في تسلسل متوازن على طول محور اللحام الطبيعي باستخدام تقنيات حسب الاتي:

• back step welding (الشكل الاول)
• back skip welding (الشكل الثاني)

back step welding مصطلح يعبر عن اسلوب اللحام من الخلف للأمام في خطوات متوالية بحيث يتم البداية بلحام مسافة قصيرة ثم لحام مسافة اخرى قصيرة وراء اللحام السابق.

back skip welding مصطلح يعبر عن اسلوب اجراء اللحام من الخلف للأمام بشكل متقطع  لمسافة معينه ثم ترك مسافة اخرى بدون لحام ثم اجراء اللحام لمسافة اخرى ثم العودة لايصال المسافتين ببعضهم.

على سبيل المثال يعرض الشكل رقم ٣ نموذج في لحام المواسير وقام الفني (المشغل) باجراء اللحام حسب الترتيب الاتي مع ملاحظة ان عمليات اللحام تتم من الخلف للامام ويتم التلاقي في النقطة C

• اجراء اللحام من المسافة A الي B
• ثم اللحام في الجه المقابلة من C الي. D
• ثم من A الي D
• واخيرا من B الي C

هذه العمليات تعبر عن اسلوب اللحام بشكل تدريجي الهدف منها اعطاء المكونات الملحومة سابقا فرصة لمقاومة الانكماش في الاجزاء الاخرى اللاحقة من حبات اللحام ، وبالتالي فان الضغط سيحدث في اتجاه طولي على الوصلة ، واسفل حبات اللحام نفسها وعلى العموم هذه هي الطريقة المثالية في اثناء العمليه بدلا من استخدام تقنية اخرى

ثانيا: الضبط بالطرق الميكانيكية

Mechanical restraints مصطلح يعبر عن طرق الضبط الميكانيكية على سبيل المثال فرض قيود علي الوصلات باستخدام الربط والتشديد او التثبيت بواسطة الكلامبات بالانجليزية clamps and jigs ويمكن استخدام اي طريقة ميكانيكية اخرى تتشابه مع هذا الوصف وهو تثبيت المفاصل والوصلات في المكان الصحيح بدقة عالية (بالعادة يستخدم الكلامب) ثم ترك الوصلة في نفس وضع الضبط حتي يتم التثبيت بواسطة عمل لحام التاكات الاتجاهات المطلوبة بالانجليزية tack – weld

بعدها يمكنك السماح للفني بازالة قيود الضبط للتحكم الكامل بالمكونات وبدء العملية، مع ملاحظة ان اسلوب الضبط باستخدام  التاك ينتج عنه تخفيف مستوى الانحناء ولكنه يزيد من معامل الشد والاجهاد.

ثالثا: استخدام التسخين بواسطة الشعلة بعد اللحام

بالانجليزية Flame straightening عبارة عن اجراء التسخين الموضعي على المناطق المطلوب تعديلها ناتج الالتواء على سبيل المثال استقامة الفلانجات او البالته وعموما يمكن استخدام شعله الاوكسي oxyacetylene العادية وليس شعلة القطع على ان تتم العملية بتوجيه النار بشكل مستقيم  يسمج بإعطاء الحرارة للمكان المطلوب استعداله، وعموما هذا الاجراء يساهم في بعض حالات التعديل على شكل العناصر المنحنيه.

رابعا: استخدام المعالجة الحرارية

بالانجليزية Heat treatment ويشار اليها باختصار PWHT  او HT استخدام المعالجة الحرارية بعد عملية اللحام يمكن ان يساهم في ازالة نسبة عالية جدا من الضغط او الاجهاد.

خامسا: وسائل ميكانيكية اخرى Mechanical stress relieving methods

• الموجات فوق الصوتية ultrasound to stress relieve fabrications
• عملية اعادة توزيع الاجهاد عن طريق تثبيت اللحام تحت ضغط الابرة الهوائية بالانجليزية
• peening weld faces using pneumatic needle guns, to redistribute residual stresses by placing the weld face in compression.

في نهاية الموضوع ربما هناك طرق اخرى لا اعرفها مستخدمة في تخفيف الضغط والالتواء – الاجهاد، الشد، الانحناء على وصلات اللحام اذا كنت تعرف شيئا او لديك اي استفسار من فضلك اخبرني بذلك في التعليقات ولاتنسى مشاركة الموضوع مع الاصدقاء