بحث كامل عن اللحام Welding معلومات هندسية متخصصة

تتقدم صناعة اللحام في سلسلة متزايدة ومتغيرة باستمرار ومزيد من فرص العمل للحامين المهرة ومفتشين اللحام حتى مع التقلبات الاقتصادية النتائج دائما ايجابية نظرا للنمو المتزايد في الطلب على السلع المصنعه بواسطة اللحام. ودائما ما يحتاج السوق الى عمالة جديدة في كل اساليب اللحام ابتداء من المحلات الصغيرة ومتاجر التحف المتخصصة، والصناعات الكبيرة والبناء.

ينقسم هذا البحث الى عدة اقسام وهو طويل لكن انصحك بالمتابعة حتى النهاية لما به من معلومات قيمة فهو اكثر من نظرة عامة ويضم كافة المعلومات لمن يريد ان يآخذ معلومات مبسطة او عميقة حول هذه الصناعة ولقد لاحظت اثناء تصفحي علي مواقع الويب العربية انه لايوجد اسلوب مبسط حول نبذات تعريفية عن اللحام فعادة تكون المقالات مكتوبة من قبل مهندسين لحام متخصصين ويتكلم باسلوب تفني عميق لدرجة انك لاتفهم شيئا او مكتوبة من خلال شخص قليل الخبرات ويفتقر الي اسلوب التعبير فيكون المحتوي ليس علي مستوي الجودة المطلوبة.

مقدمة عامة عن اللحام في المعادن

اللحام بالانجليزية Welding وهو افضل الطرق الاقتصادية لايصال المواد والمعادن في بعضها بشكل دائم. و هو الطريقة الوحيدة المستقرة لاندماج أكثر من قطعة من المعدن لجعلها بمثابة قطعة واحدة. وهناك اربع عوامل اساسية تتحد جميعا لانتاج اللحام حسب الاتي:

1. توافر المعادن – او المواد الاخرى
2. توافر الحرارة العالية اللازمة لعملية الانصهار
3. توافر مواد الحشو مثل الالكترودات او سلك اللحام.
4. توافر المواد المساعدة مثل الغاز او مادة الفلكس او غاز الحماية والتدريع.

تمثل صناعة اللحام اكثر من ٣٠٪ من اقتصاد اغلب الدول الصناعية و 50% من اقتصاد الولايات المتحدة الامريكية يقوم علي اللحام في الصناعات المعدنية المختلفة.

هناك العديد من اساليب عمليات اللحام وانواعها فبعض العمليات تسبب الشرر وبعضها لا يتطلب الحرارة الزائدة. وعمليات اللحام يمكن القيام بها في أي مكان، في الهواء الطلق أو في الداخل او تحت الماء او حتي في الفضاء الخارجي لبناء المحطات الفضائية او صيانه مركبات الفضاء.

فكل شيء نستخدمه في حياتنا اليومية تقريبا هو عبارة عن اجزاء ملحومة ببعضها البعض وان عمليات اللحام المختلفة تساعد على بناء المنتجات المعدنية كالمركبات الفضائية او الابراج و منصات التنقيب عن النفط و مصانع تكرير النفط والغاز وفي صناعة السيارات والسفن والملايين من المنتجات الأخرى المعروفة والغير معروفة.

ماذا يحتاج الفني ليتعلم مهنة اللحام

ان فنيين اللحام هم من يبنون هذا العالم والمهندسين هم يضعو مواصفات ومتانة هذا البنيان لذلك يحتاج المشغل الى دراسة شاملة للحام على ان تشمل الاتي:

• امكانية التنسيق الممتاز بين العين وحركة الايدي.
• كيفية التعامل بشكل جيد مع الادوات والمعدات.
• امكانية معرفة نظريات تطبيق عمليات اللحام واعمال القطع الحراري المختلفة
• كيفية قراءة رموز الهياكل المعدنية وفهم المصطلحات اللفظية.
• امكانية العمل بدون الحاجة الى مراقبة المشرفين.
• لديه مهارات التواصل الشفهية او التواصل بالخطابات المكتوبه.
• لدية القدرة على حل المشاكل الرياضية الاساسية المتعلقة باللحام.
• لديه امكانية العمل الجماعي مع الاخرين او العمل الفردي.
• امكانية قراءة وتفسير الرموز ورسومات اللحام الهندسية
• لدية خلفية بالتعامل مع البرامج والكمبيوتر.
• ان يكون دائما مستعدا للعمل وان يعمل طبقا لقواعد الامن والسلامة.

تساعد المبادئ والتطبيقات في الفصول الدراسية للمدارس والكليات الفنية على توجيه الطلاب للاستعداد لدراسة شاملة حول مهنه اللحام لتعريف الطالب الاساس الشامل لعمليات اللحام واللوازم والمعدات مع شرح مبسط للعمليات ووظائفها. ولكن لاتوفر المناهج اوصاف العملية والممارسات والتجارب المقترنه بالاداء الفعلي والمهارات اللازمة للتصنيع واسلوب التهوية المطلوبة في العمل كما لا يتم مناقشة المهنة والتدريب اللازم لبعض مهن اللحام الصعبة.

لذلك ياتي دور الجميعة الامريكية للحام AWS او منظمة الايزو او ASME او المنظمات الوطنية في دولتها للتعليم والتدريب بمفهوم المنظمات الغير ربحية الذي يعتمد على مفهوم الشراكة بين قطاع الاعمال والصناعة والكليات المجتمعية والتقنية وجمعيات اللحام والحكومة نفسها لتعزيز تعليم مهنه اللحام وتوجيه الطلاب للتعليم، بداية من تنظيم النصوص في الكتب الخاصة بها لتشمل.

• مقدمة عامة عن اللحام
• تعليمات الامن والسلامة في عمليات اللحام
• تفاصيل جميع العمليات
• تفاصيل عمليات القطع.
• التعريف بالمعادن والفلزات المستخدمة في صناعه اللحام.
• المجالات ذات الارتباط بالرياضيات والعمليات الحسابية المستخدمة في اللحام
• قابلية المواد للحام
• القراءة الفنية للرسومات الهندسية
• استخدام رموز اللحام الدولية
• اساليب التصنيع المختلفة.
• تصميم المفاصل والمشتركات ووصلات اللحام.
• الاختبارات واعمال التفتيش على المكونات الملحومة
• حساب التكاليف وحساب كميات مواد الحشو المودعة
• المواد المستهلكة في العمليات
• الفرق بين العمليات وبعضها
• العديد والكثير من الاشياء الاخرى يجب عليك الاكتشاف بنفسك.

المهم الكتب الهندسية للجمعيات الوطنية تقوم بالتركيز والتنسيق في (فصول) لعملية محددة على تقنيات اللحام الفعلية في مختلف التطبيقات والمواقف مع محتوى من المفاهيم الاساسية وكيفية التعامل بمرونه مع العملية نفسها، وبمجرد فهم هذه التكنولوجيا، يتمكن الطالب من اتقان مهام عملية اللحام الجديدة بسرعة.

وانا شخصيا بموقع عقل المهندس استفدت من ذلك وقمت بإعادة كتابة المواضيع حتى يستفيد جميع الزوار بدراسة المواضيع بشكل فردي وبأي ترتيب وبذلك يتمكن جميع الناس من دراسة العمليات الخاصة بوظائفهم وتشجيعهم على دراسة وتعلم المزيد من تقنيات اللحام ليكون لديهم فرص عمل اكبر في المستقبل.

فجميع المواضيع في البداية تحتوي على ملخص واهداف سريعة تخبر المتعلم عن ما يجب دراسته مع الاشارة للروابط ذات الارتباط لإتاحة الفرصة لتطوير مجموعة كاملة من المهارات. مع تعزيز جميع الموضوعات بالرسومات الاضافية لمساعدة المتعلم بجانب تعريف المصطلحات الرئيسية، عموما اذا كان لديك اقتراح لتطوير تجربة المستخدم من فضلك اخبرني بذلك في التعليقات

اجهزة الكمبيوتر في اعمال اللحام

كما هو الحال في جميع الانشطة التجارية في العالم المتغير باستمرار، تستخدم اجهزة الكمبيوتر في اللحام لتوفير بعض البرامج الاساسية كمراجع لمواد الحشو او المساعدة في اختيار رموز اللحام، وهناك البرامج الاكثر تعقيدا التي يستخدمها مهندسين اللحام في تصميم الهياكل وبرامج اجراء اختبار القوة قبل البناء.

كما تساعد البرمجيات في اختيار التصميم واستخدام المواد المناسبة مما يؤدي الى افضل بناء متوقع مع اقل تكاليف، وهناك العديد من البرامج التي تقوم بكتابة مواصفات اجراء اللحام WPS وكتابة السجلات PQR وسجلات التأهيل WQTR وتعمل اغلبية البرامج على اصدارات مايكروسوفت ويندوز وتحرير التقارير و النصوص باستخدام مايكروسوفت وورد

على العموم يستخدم جميع مدربين اللحام اجهزة الكمبيوتر في تصميم الصور الهندسية الملونه والاسئلة القابلة للتعديل وشرح مبادئ اللحام وربطها بالفيديوهات وتقديمها على اقراص DVD او كتابا الكترونيا.

مقدمة متخصصة عن عالم اللحام

مع تحسن المعيشة والبيئة ومع تطور الحضارات الانسانية تحسنت المواد والادوات والألات وتطورت اساليب اندماج المواد عبر العصور الماضية فعندما بداء الربط بين اجزاء ادوات العمل ربط احدهم العصا بالحجر لصنع الرمح او الفأس، واستخدم المصريين القدماء الادوات الحجرية لانشاء المعابد والاهرامات التي تم تثبيتها مع مواد لاصقة من الطين او الجبس ولاتزال هذه الجدران قائمة حتى الان.

في تلك الفترة الزمنية لطالما حيرت مشكلة اندماج المعادن الكثير من العمال ومع ذلك مر وقتا طويلا قبل اكتشاف القدماء طريقة انضمام المعادن، حيث بداء العمال والفنيين في حل مشاكل الاندماج في العصور البرونزية والحديدية. وبدات باستخدام الصب من فضلك انظر الى الشكل الاتي:

شملت اساليب صب السبائك المعدنية وطرق الانضمام المبكرة عمليات تشكيل قالب من الرمل فوق قطعة من المعدن ومن ثم القاء المعدن المصهور فوقها بحيث يتم اندماج الجزئين كما هو موضح بالشكل اعلاه.

ثم تطورت الاساليب في العصور الاولى الى وضع قطعتين من المعدن قريبة من بعضهم البعض وصب المعدن المصهور بينهم الذي يعمل على اذابه المعادن الاساسية وبعد ذلك يتم سد مكان تدفق المعادن كما هو موضح بالشكل الاتي

بعد مرور العديد من السنوات قدمت الثورة الصناعية من عام ١٧٥٠ الى عام ١٨٥٠ طريقة جديدة لربط قطع من الحديد تعرف باسم لحام المطرقة بالانجليزية forge welding وهي عبارة عن تسخين الحديد لدرجه حرارة تسييح البلاستيك بعد ذلك يتم وضع اطراف الحديد فوق بعضها ويتم الطرق على الاطراف حتى يتم الاندماج.

ظل استخدام لحام المطرقة forge welding كطريقة اللحام الاساسية حتى تم تطويرها خلال الياهو طومسون عام ١٨٨٦ الى تقنية لحام المقاومة بالانجليزية resistance welding التي كانت اسرع للاندماج واكثر موثوقية بالمقارنه مع لحام المطرقة.

ومع تطور التقنيات تم تطوير اساليب الاندماج في الولايات المتحدة واوربا عن طريق اللحام المنصهر fusion welding وكان يحاط بالسرية التامة لانه يعتبر جانب من جوانب الامن العسكري في اصلاح السفن في اثناء الحرب العالمية الاولى وبعد الحرب تم تطوير العديد من الطرق في صناعة اللحام حتى اصبحت اكثر الطرق فاعلية و موثوقية واقتصادية في انضمام المعادن.

تعريف اللحام

يتم تعريفه من الجمعية الامريكية للحام AWS على انه تلاصق المواد بطريقة الاندماج المنصهر عندما يتم ذوبان المواد الاساسية لتشكيل حبات اللحام ويتم ذلك عن طريق تسخين المواد للوصول الى درجات اللحام المطلوبة او بتطبيق الضغط الحراري او باستخدام مواد الحشو، ببساطة يعرف اللحام بانه لقاء حافتين بتطبيق الحرارة العالية باستخدم مواد الحشو او الضغط بمفرده لتشكيل قطعه واحدة:

• عندما يتوافر ما يكفي من الطاقة لارتفاع درجة حرارة الجسم الى درجه عالية جدا لتتسبب في ذوبانه
• عندما يتم استخدام ما يكفي من الضغط لإجبار القطع على الاندماج معا لتكوين سطح واحد
• من المهم معرفة ان ملو الفراغ بين مفصلين بمادة معينة يعتبر لحام بارد
• من المهم معرفة ان اللحام يمكن تطبيقة على المواد غير المعدنية مثل البلاستيك والسراميك والزجاج

استخدامات اللحام

تستخدم تقنيات اللحام الحديثة في بناء العديد من المنتجات على سبيل المثال محطات الفضاء، السفن التجارية ، اوعية الضغط ، الجسور، اماكن الترفيه من فضلك انظر الى الصور الاتية التي تعبر عن استخدامات اللحام.

عموما يستخدم اللحام لتصنيع معدات جديدة تستخدم في الصناعات وقد لعب اللحام دورا كبيرا في صناعة مكائن تصنيع الطائرات التي مكنت المصممين من تصميم الطائرات التجارية والعسكرية بنسبه القوة الى الوزن.

ولم يكن اكتشاف الفضاء ممكنا الا من خلال تقنيات اللحام الحديثة التى يتم استخدامها منذ بدايه الصواريخ ومكوكات الفضاء وفي الوقت الحالي يقوم اللحامون ببناء هياكل محطات الفضاء الدولية في الفراغ الفضائي المفتوح باستخدام معدات واليات مخصصة لاعمال اللحام الفضائية كما هو موضح بالصور ادناه رائد فضاء يقوم باعمال اللحام.

ولا يتوقف الامر عند هذا الحد فيتم استخدام اللحام في صناعة السيارات والمعدات الزراعية والاجهزة المنزلية ومكونات اجهزة الكومبيوتر ومعدات التعدين والتنقيب والسكك الحديدية والافران والتكييف والمكونات النووية ومئات من المنتجات الاخرى ونحن ارتبطنا بها في حياتنا اليومية في الاتصالات و تركيبات العناية بالاسنان.

عمليات اللحام والقطع

تختلف عمليات اللحام بشكل كبير في الطريقة التي يتم بها تطبيق الحرارة والضغط معا او منفصلين او نوع المعدات المستخدمة وفي نهاية المقال جداول تضم ٦٧ نوع من عمليات اللحام المختلفه والبعض منها يعمل على ذوبان المعادن، الطرق، الضغط، انما العمليات المشهورة هي:

• لحام الاكسجين OAW
• لحام القوس المعدني المحمي SMAW
• لحام القوس الكهربائي بالتنغسن GTAW
• لحام القوس الكهربائي بالغاز GMAW
• لحام القوس المصهور FCAW
• لحام الشعلة اوكسي TB
• القطع بقوس البلازما PAC
• القطع بالاوكسي اسيتيلين OAC

الحقيقة ان العمال والفنيين المهرة يستخدمون مصطلحات اقليمية مختلفة في جميع الاعمال التجارية للعمليات السابق ذكرها ويختلف الموضوع من دولة الى اخرى على سبيل المثال عملية GTAW تسمى TIG في اوربا او لحام الارجون في مصر وعموما عندما تبداء في العمل ستتعرف على كافة المصطلحات اللفظية في منطقتك لكن يجب استخدام المصطلحات الرسمية كلما كان ذلك ممكنا. واليك شرح مبسط عن العمليات

Shielded metal arc welding – SMAW

تعرف ايضا باسم manual metal arc welding ويشار اليها باختصار MMA او MMAW وبالعادة يطلق عليها stick welding وهي الطريقة اليدوية باستخدام الالكترودات المحمية بمادة الفلكس بطول ١٤بوصة او ٣٥ سنتيمتر وتتمثل الفكرة في توصيل التيار بين الالكترود والقطاع المعدني لانشاء القوس الكهربائي وعندما يذيب القوس نهاية القطب يصبح جزء من معدن الحشو، ثم يعمل القوس على تبخير مادة الفلكس الصلبه على شكل سحابة غازية لحماية معدن اللحام المنصهر والموضوع يعتمد على نوع القطب المستخدم.

في الشكل اعلاة توضيح لماكينة لحام SMAW وهي بسيطة جدا بالمقارنة مع المعدات الاخرى حيث انها تتكون من محول واثنين من الكابلات الكهربائية ومشبك الشغلانة وبنسة القطب، وهناك المزيد من انواع واحجام الماكينات والموضوع برمته يعتمد على حجم الاعمال وحجم الاقطاب ومتطلبات العملية نفسها.

Gas tungsten arc welding – GTAW

يعرف لحام القوس الكهربائي GTAW باسم لحام الارجون او باستخدام الغاز الخامل في الايزو بالانجليزية tungsten inert gas welding TIG وهي طريقة يدوية فعندما تتولد الحرارة يتم انشاء القوس بين قطب التنغستن وقطعة العمل ويعمل القوس على اذابة المعادن الاساسية ونهاية معدن الحشو (التنغستن) ويتم غمسه يدويا في حوض وصلة اللحام المنصهر.

ثم تأتي وظيفة الغاز المتدفق من فهوة مسدس اللحام فيعمل على وقاية وحماية المعدن المصهور من التلوث الجوي كما يمكن اضافة وحدة التحكم عن بعد عند القدمين او صباع الابهام للسماح بتحكم افضل للفني (المشغل) غالبا ما يتم استخدام هذا المفتاح للتحكم في بدء تشغيل وايقاف التيار الكهربائي واجراء التعديلات في مستويات الطاقة كما هو موضح بالشكل الاتي

يعتبر لحام GTAW – TIG انظف من جميع عمليات اللحام اليدوية، ونظرا لانه لايستخدم مادة الفلكس التي تعمل على تنظيف وحماية وجه اللحام فيجب تنظيف الجزء المنتهي ومعدن الحشو على سطح المنطقة الملحومة من الاكاسيد والزيوت والاوساخ وما الى ذلك حتى لا تتسبب في تلوث اللحام.

كما يتطلب لحام GTAW – TIG  مستوى عالي من المهارة بالمقارنة مع عمليات اللحام اليدوية الاخرى وعلى الرغم من ان العملية بطيئة جدا فإنه لايزال مطلوبا لإمكانياته العالية في انتاج لحام عالي الجودة في التطبيقات العملية التي يكون فيها جودة اللحام هي الاساس، يستخدم لحام GTAW – TIG على بعض السبائك المعدنية على سبيل المثال لحام التيتانيوم.

Gas metal arc welding – GMAW

لحام القوس الكهربائي المعدني بالغاز GMAW معروف في كود الايزو والبريطاني باسم اللحام المعدني بالغاز الخامل metal inert gas welding – MIG او اللحام المعدني بالغاز النشط METAL ACTIVE GAS WELDING – MAG (خامل – نشط).

حيث يتم تغذية القطب (الاسلاك) كهربائيا بطريقة اوتوماتيكية وباستمرار من خلال بكرة مرورا في الكابلات ويتم خروجه من خلال مسدس اللحام. ثم يتدفق الغاز عبر انبوب منفصل في مجموعة الكابلات وخارج فهوة المسدس لكنه حول سلك اللحام.

يتم انتاج GMAW عندما يتم انشاء القوس حيث يتم اذابة سلك اللحام المندفع باستمرار وبنفس تعمل الحرارة على ذوبان المعادن الاساسية ثم ينتقل معدن الحشو المنصهر الى حوض الوصلة ويصبح جزء من اللحام، ثم يتدفق غاز الوقاية من فهوة المسدس للعمل على حماية اللحام المصهور من عوامل التلوث الجوية.

لحام القوس الكهربائي المعدني GMAW هو اسرع عمليات اللحام وافضلها اقتصاديا ومن الممكن انتاج لحامات طويلة جدا بسرعة وفي وقت قياسي وهو لايتطلب تنظيف فيما بعد اجراء اللحام  ويمكنك استخدامه على السبائك المعدنية الخفيفة والسميكة عن طريق اجراء بعض التغييرات البسيطة في اعداد اللحام.

Flux cored arc welding – FCAW

لحام القوس الكهربائي المتدفق FCAW هي عملية اوتوماتيكية او شبه اوتوماتيكي تشبه الى حد كبير نفس العمليه GMAW او MIG ويمكن استخدام نفس المعدات تقريبا كما هو موضح ادناه والفرق الوحيد مايجعل عمليه FCAW فريدة من نوعها هو سلك اللحام (الالكترود) مجوف ومملوء بمادة الفلكس بدلا من غاز التدريع وبتالي نقدر نقول ان له طريقة الوقاية الخاصة به.

كما يوفر اللحام المتدفق FCAW اختراق اكبر للعمل على وصلات اللحام السميكة ويعمل على جميع الاتجاهات وكل مواقف اللحام فعندما يتم انشاء القوس يعمل التيار على اذابة سلك اللحام والمعادن الاساسية ثم تبداء مادة الفلكس بتكوين سحابة غازية تحمي سطح اللحام من خلال تداخلها وتغلغلها في معدن اللحام المصهور ثم يتم تجميع الشوائب العالقة وتنقية اللحام ، ثم تطفو على السطح لتشكيل طبقة من الخبث في اثناء عمليه التبريد.

كما تسمح مادة الفلكس المتدفق ببطئ عملية التبريد التي تجعل اللحام اكثر متانة وثبات وعلى الرغم من ذلك يجب تنظيف الخبث في لحام FCAW بعد الانتهاء من كل شوط، ومايميز هذه العملية هي انتاج لحامات علية الجودة وسرعة الاداء حيث يمكنها ايداع حوالي ١٠ كيلو من مواد الحشو / الساعة بالمقارنه مع GMAW التي تودع ٤ كيلو وبالتالي ولا تحتاج مزيد من المهارة.

تعتبر عمليات FCAW و GMAW مختلفين تماما لكنهم يستخدمون نفس المعدات تقريبا ومناسبة جدا للمشروعات الكبيرة واعادة الهيكلة، ويتم تصنيفهما على انها العلميات التلقائية او الشبة تلقائية وتعتبر الخيار الاول لأغلب الصناعات نظرا لانها غير مكلفة اقتصاديا ونتائجها جيدة جدا.

Oxyacetylene Welding, Brazing

اللحام بواسطة الاوكسي اسيتيلين بالانجليزية Oxyacetylene Welding يشار اليه باختصار OAW واللحام بواسطة النحاس الاصفر باستخدام المسدس torch brazing ويشار اليه TB

العمليات السابق ذكرها تستخدم نفس المعدات كما هو موضح بالشكل ادناه ففي لحام TB يتم استخدام مسدس الشعلة بدرجة حرارة عالية عن طريق حرق الاكسجين واستخدام غاز الوقود عادة هو الاسيتيلين، ومع ذلك من الممكن استخدام تركيبات اخرى من غاز الوقود مع الاكسجين.

في عمليات اللحام يتم اذابة المعدن الاساسي واضافة معدن الحشو يدويا لتعزيز اللحام وغير مطلوب اضافة مادة الفلكس، وفي عمليات TB يتم تسخين المعدن الاساسي لدرجه حرارة كافية تحت درجة الانصهار بحيث يمكن اذابة الالكترود النحاسي او السبيكة النحاسية وربطها بالمعادن الاساسية الساخنه وهي طريقة مستخدمة في لحام المعادن الرقيقة.

عمليات القطع الحرارية Thermal Cutting Processes

هناك عدد من عمليات القطع الحرارية مثل قطع الاكسجين بالانجليزية oxyfuel cutting ويشار اليه OFC والقطع بقوس البلازما بالانجليزية plasma arc cutting ويشار اليه PAC وهما العمليات الاكثر شيوعا في معظم مجالات اللحام بالرغم من ذلك هناك عمليات القطع بقوس الهواء الكربوني Air carbon arc واستخدام شعاع الليزر laser beam cutting.

القطع بواسطة الأكسجين OFC يستخدم نفس المعدات الموضحة بالشكل اعلاه مع تغيير نوع مسدس الشعلة والذي يعمل على تسخين سطح قطعة من الصلب بيحث يعمل على توجيه تيار قوي من الأكسجين الى نقطه معينه مما يؤدي الى حرق قطعه الصلب الساخنة محدثا فجوة او قطع. وتتسبب الفجوة في حدوث اكسدة سريعة جدا للمعادن الفولاذية عند درجات الحرارة المرتفعة ومع استمرار الحركة في الاتجاه يتم قطع المعادن كما يمكن استخدام هذه التقنية على انواع محددة من السبائك المعدنية من الفولاذ الصلب.

القطع بقوس البلازما PAC  يستخدم قوس البلازما عمودا صلبا شديد التأين ونوع غاز حار للغاية يعمل على تبخير المعدن الذي يتم قطعه على الفور. وغالبا يتم تشكيل معظم البلازما المؤينة عندما يتم توجيه الهواء عالي الضغط من خلال فتحة صغيرة جدا بين قطب التنغستن وطرف الشعلة كما هو موضح بالشكل ادناه.

ومع تأين الهواء ترتفع درجة حرارته ويندفع من طرف الشعلة بسرعات تفوق سرعة الصوت. كما ان PAC لا يعتمد على الأكسدة السريعة للمعادن التي يتم قطعها كما يحدث بالقطع بواسطة الاكسجين OFC ولذلك يمكن تقطيع أي معدن أو سبيكة معدنية عالية السمك.

تتكون معدات القطع بقوس البلازما PA من مزود طاقة (المحول) المشعل وكابل البلازما مع سلك العمل والمشبك وإمدادات الهواء. كما تحتوي بعض معدات PA على ضواغط هواء قائمة بذاتها. نظرا لأنه يمكن إجراء عملية القطع في بعض السرعات العالية جدًا ويتم استخدامها غالبا على آلات القطع الآلية وتساعد السرعات العالية والمدخلات الحرارية المنخفضة على تقليل تشويه الأجزاء والحواف المعدنية التي تعد مشكلة في OFC.

اختيار الوصلات لعملية الإنضمام واللحام

تعتمد عملية اختيار الوصلات برمتها بناء على الوظيفة المعينة المطلوبة وهناك العديد من العوامل لكن لا توجد قاعدة عامة او محددة في عمليه اللحام التي سيتم اختيارها وعموما فيما يلي بعض العوامل الاساسية التي يجب مراعتها عن اختيار عملية انضمام الوصلات.

• المعدات – من ناحية توافرها وانواعها وحالتها التي يمكن استخدامها لصنع اللحامات المطلوبة
• التكرار – والمقصود هنا تكرار العملية وكم عدد اللحامات المطلوبة لإكمال المهمة، وهل هي متشابهة؟
• متطلبات الجودة – على سبيل المثال هل سيتم استخدام اللحام في الأثاث المنزلي، إصلاح قطاع من المعدن او سيتم استخدامه في خطوط الأنابيب وأوعية الضغط والخزانات.
• مكان العمل – هل سيكون اللحام في الورشة ام في موقع بعيد في الصحراء او على طريق ما؟
• المواد – هل الاجزاء التي سيتم ايصالها من المعدن المعروف ام انها انواع من السبائك الغريبة؟
• حجم الاجزاء المراد ضمها – هل الاجزاء صغيرة ام كبيرة او مختلفة الاحجام وهل من الممكن نقلها ام يجب ان تكون ملحومة في مكانها؟
• المظهر النهائي للمنتج – هل سيكون اللحام عبارة عن تقديم فكرة او انها ستكون بنية دائمة؟
• الوقت المتاح للعمل – هل تحتاج هذه المهمة الى السرعة – اصلاح سريع – ام ان هناك متسع من الوقت عموما او للسماح بالتنظيف او التفتيش قبل وبعد اللحام؟
• المهارات المطلوبة – هل العمال واللحامون ذوي الخبرة لديهم القدرة على القيام بهذه المهمة.
• تكاليف المواد – هل اللحام يستحق بالفعل تكاليف هذه المواد والمعدات الخاص والوقت المحدد للعملية؟
• متطلبات الكود والمعايير – غالبا ما يتم تحديد معيار معين للعمل عليه مثل ISO او ASME. وغالبا لا يتم ترك القرار في يد مهندس اللحام او اللحامون للقيام بالعملية وحسب، بل يجب ايضا وضع طريقة تطبيق العملية طبقا لمعيار او كود محدد.
• نوع العملية – هل هي قطع ام لحام بالنحاس ام لحام القوس الكهربائي
• هل العملية يدوية بأكملها
• هل العملية نصف اوتوماتيكية – بحيث يضاف معدن الحشو تلقائيا ويتم التنسيق بواسطة العامل يدويا.
• هل العملية اوتوماتيكية – بحيث يتم اجراء عمليات اللحام بشكل متكرر من خلال جهاز تمت برمجته للقيام بالعملية كلها من دون تدخل العمال والمشغلين.
• هل سيتم تنفيذ المهمة بشكل متكرر بواسطة الروبوت او جهاز اخر تمت برمجته للقيام بالعمليات المتنوعة
• المراقبة والقياس – ما هو المدى الفني المطلوب لمراقبة المشغلين وتصحيح الأخطاء

مواصفات المهنة وفرص العمل المهنية في اللحام

ساهمت صناعة اللحام الأمريكية والأوربية في النمو الواسع لعمليات اللحام المختلفة، وبدون اللحام لا يمكن تصنيع الكثير مما نستخدمه بشكل يومي، ومع زيادة الاحتياجات والتقدم الصناعي تنمو قائمة المنتجات التي يدخل فيها اللحام، وبالتالي زيادة عدد الوظائف للأشخاص ذوي المهارات العالية، خصوصا في المناطق الحضرية التي تتمتع وظائفها بالأجور الجيدة، والطبيعي تختلف الوظائف باختلاف الواجبات الدقيقة لكل مجال وفيما يلي اوصاف وتصنيفات المهنة مع العلم انها قد تختلف من موقع الى اخر.

• اللحامون Welder: هم الحرفيون المهرة الذين ينتجون اللحامات في مجموعه متنوعه من المنتجات المعقده من خلال حرفتهم ومهارتهم الخاصة.
• مساعد تاك Tack welders: هو من العمال المهره الذي يساعدون اللحامون عن طريق صنع اللحامات الصغيرة لتثبيت الاجزاء في مكانها، ويجب ان يطبق بشكل صحيح بحيث يكون قويا بما يكفي لتجميع الوصلات بنفس الوقت لا يتداخل مع اللحام النهائي.
• مشغلي اللحام Welding operators: هو واحد من الفنيين المهرة الذي يعمل على تشغيل الآلات والمعدات الأوتوماتيكية المستخدمة في الصناعات.
• المساعدين Welders’ helpers: يتم توظيفهم في بعض ورش اللحام للقيام بأعمال تنظيف الخبث والمساعدة على تحريك وضع اللحام مثال (الانتقال من الافقي الى الرائسي).
• المجمعين – الميكانيكي Welder assemblers, fitters: هم الماهرون في تجميع الوصلات والأجزاء ووضعها في المكان المناسب وهؤلاء العمال قادرون على فهم وتفسير المخططات الهندسية واجراءات اللحام ولديهم مهاره عاليه لفهم ومعرفه آثار التمدد والانكماش للعديد من انواع المعادن المختلفة.
• مفتشو اللحام Welding inspectors: للتفتيش والمراقبة غالبا ما يكون مطلوب منهم الحصول على شهادات معتمدة من احد الجمعيات مثل CWI او TWI تعرف باسم شهادة مفتش اللحام وللحصول على هذه الشهادات يجب اجتياز الاختبارات المقررة في احد المعايير المعتمدة وقراءة المخططات والرموز ودراية بالمعادن وتقنيات التفتيش والفحص البصري والاختبارات غير الاتلافية مع اثبات كل هذه المهارات.
• مشرفين ورشة اللحام Welding shop supervisors: بالعادة هم لا يقومون بالتحليم بشكل منتظم وهذا يعتمد على حجم الورشة، لكن لديهم الخبرة والمهارة في اللحام بجانب المهارات الإدارية والتخطيط واختيار اللحامين والعمال.
• مندوب المبيعات Welding salespersons: غالبا هو الشخص المسؤل عن بيع معدات اللحام وتوريدها الى الورش والمصانع وبالتالي يتملك مهارات تسويقية بالاضافة الى فهماً واسعاً لعملية اللحام حيث يمكنه تقديم معلومات حول المنتجات لإقناع العملاء بإجراء عمليات الشراء.
• اصحاب ورش اللحام Welding shop owners: هو شخص يمتلك درجة عالية من المهارة والمعرفة بإدارة الاعمال الصغيرة ويفضل ان يدير مشروعه الخاص، غالبا هو بالاساس عامل وقد يتخصص اصحاب ورش اللحام في تخصص واحد فقط على سبيل المثال ( الاصلاح – التصنيع – الصيانة ) او انه يعمل كمقاول باطن بداية من المشروعات الصغيرة الي المشاريع الكبرى.
• مهندسين اللحام Welding engineers : هو المهندس المسؤل عن التصاميم الهندسية والإشراف على اعمال اللحام المعقدة، وقد يعمل مهندس اللحام مع مهندسين اخرين في مجالات متعددة مثل الهندسة الميكانيكية، الالكترونيات، المواد الكميائية، او الهندسة المدنية سواء كان انشاء المباني او تصنيع السفن والطائرات او اوعية الضغط والخزانات، يتطلب من مهندسي اللحام معرفة جميع عمليات اللحام وعلم المعادن بالاضافة الى مهارات جيدة في الرياضيات والرموز والتصميم والتواصل الاجتماعي مع الاشخاص، ويتطلب الحصول على درجة جامعية متقدمة وشهادة مهنية في اللحام

عموما العديد من الصناعات تتطلب ان يكون عامل اللحام والمشغل و اللحامين قادرين على اجتياز الاختبارات العملية او النظرية طبقا لكود او معيار محدد وبالتالي العاملين الأعلى اجرا هم أولئك الذين لديهم المهارات والتعليم اللازم لقراءة المخططات الهندسية والقيام بالاعمال المطلوبة لإنتاج لحام بمواصفات عالية الجودة وطبقا للمعايير القياسية.

كما ان الشركات الصناعية الكبيرة توظف الاشخاص الذين يعملون كدعم للحامين من المهندسين والفنيين والذي يجب ان يكون لديهم معرفة بالكيمياء والفيزياء والمعادن والكهرباء والرياضيات، وحيث يكون المهندس مسؤل عن البحث والتصميم والتطوير ويعمل الفني كجزء من المنظومة الهندسية والاشراف على العمل الفعلي ومن ثم تزويد المهندسين بالتقارير اللازمة عن مشروع او عملية معينة، وهناك العديد من المجموعات الأخرى العاملة في هذا المجال والتي تقوم بعمل النماذج والقوالب ولديهم خبرات في الثقب والقطع والقص واللف وتشكيل المعادن.

هذه المقالة كانت عبارة عن مقدمة بسيطة ٣٠٠ كلمة وبداءت تحديثها ومتوقع انتهي منها ان شاء الله قريبا فيرجى العودة لاحقا، بالتالي لا تظن انها متوقفة هكذا من ٢٠١٤ مع العلم انه سيتم ازالة هذا الاقتباس بعد الانتها منها (اخر تحديث ٣ نوفمبر ٢٠٢٠)

يتبع