مفهوم وتصنيف لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW)
استنادًا إلى نوع سلك اللحام، يمكن تصنيف اللحام إلى لحام بسلك صلب ولحام بسلك مركب النواة. يُعرف لحام القوس المعدني باستخدام سلك صلب مع غاز خامل (Ar أو He) كغلاف بـ'لحام القوس المعدني بالغاز الخامل'، أو لحام MIG؛ ويُعرف لحام القوس المعدني باستخدام سلك صلب مع غاز مختلط غني بالأرجون كغلاف بـ'لحام القوس المعدني بالغاز الفعال'، أو لحام MAG. ويُعرف لحام القوس المعدني باستخدام سلك صلب مع غاز CO2 كغلاف بـلحام CO2. عند استخدام سلك مركب النواة، يُسمى لحام القوس باستخدام CO2 أو غاز مختلط CO2+Ar كغلاف بـلحام القوس بالسلك المركب النواة. كما يمكن إجراء اللحام دون استخدام غاز واقٍ؛ وتُعرف هذه الطريقة بـاللحام المحمي ذاتيًا.
الفرق بين اللحام القياسي MIG/MAG ولحام CO2.
تتميّز لحامات CO2 بانخفاض تكلفتها وكفاءتها العالية في الإنتاج. ومع ذلك، تعاني من عيوب مثل تناثر مفرط وتشكيل ضعيف للحام. لذلك، تعتمد بعض عمليات اللحام على لحام MIG/MAG التقليدي. إن لحام MIG/MAG التقليدي هو طريقة لحام قوسي تستخدم غازاً خاملًا أو غازًا غنيًا بالآرجون كغلاف واقٍ، في حين أن لحام CO2 يتمتع بخصائص أكسدة قوية، مما يُحدد الاختلافات والسمات بين الطريقتين. بالمقارنة مع لحام CO2، فإن المزايا الرئيسية لحام MIG/MAG هي كما يلي:
1) يقل التناثر بنسبة تزيد عن 50%. تحت غلاف من غاز الآرجون أو غاز غني بالآرجون، يكون القوس الكهربائي مستقرًا أثناء اللحام. لا يكون القوس مستقرًا فقط أثناء انتقال القطرة والانتقال الرشّي، بل أيضًا أثناء الانتقال القصير الدائرة في لحام MAG ذي التيار المنخفض، حيث تكون القوة الدافعة للقوس على القطرات المصهورة أقل، وبالتالي يضمن تقليلًا في التناثر بنسبة تزيد عن 50% أثناء الانتقال القصير الدائرة في لحام MIG/MAG.
2) يكون شكل لب اللحام موحدًا وجميلًا من حيث المظهر. نظرًا لانتقال القطرات بشكل موحد وناعم ومستقر في لحام MIG/MAG، فإن لب اللحام يكون موحدًا وجميلًا من حيث الشكل الخارجي.
3) يمكنه لحام العديد من المعادن التفاعلية وسبائكها. فجوهرة القوس الكهربائي تمتلك خصائص أكسدة ضعيفة جدًا أو حتى منعدمة. يمكن لتقنية لحام MIG/MAG لحام الصلب الكربوني والصلب عالي السبيكة، وكذلك العديد من المعادن التفاعلية وسبائكها مثل الألومنيوم وسبائك الألومنيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائكه، والمغنيسيوم وسبائكه، إلخ.
4) يُحسّن إلى حد كبير قابلية عملية اللحام، وجودة اللحام، والكفاءة الإنتاجية.
الاختلافات بين لحام MIG/MAG النبضي ولحام MIG/MAG التقليدي
تتمثل طرق انتقال القطرات الرئيسية في لحام MIG/MAG التقليدي في انتقال القطرات بالرش عند التيارات العالية وانتقال القطرات عن طريق القصر الكهربائي عند التيارات المنخفضة. ولذلك، لا يزال اللحام عند التيارات المنخفضة يعاني من عيوب مثل تناثر معدني مرتفع وتشكيل سيئ للحام، خاصة بالنسبة لبعض المعادن النشطة التي لا يمكن لحامها عند تيارات منخفضة، مثل الألومنيوم وسبائكه، والفولاذ المقاوم للصدأ. وقد أدى ذلك إلى تطوير لحام MIG/MAG النبضي، الذي يتميز بانتقال قطارة واحدة مع كل نبضة تيار؛ وبصورة جوهرية، فإنه يمثل انتقال قطيرات رش.
بالمقارنة مع لحام MIG/MAG التقليدي، تتمثّل خصائصه الرئيسية فيما يلي:
1) يتمثل الوضع الأمثل لانتقال القطرات في لحام MIG/MAG النبضي في انتقال قطارة واحدة لكل نبضة. ومن خلال تعديل تردد النبضات، يمكن تغيير عدد القطرات المنقولة في وحدة الزمن، وبالتالي سرعة انصهار سلك اللحام.
2) بسبب انتقال الرش بقطرة واحدة لكل نبضة، يكون قطر القطرة تقريبًا مساويًا لقطر سلك اللحام، مما يؤدي إلى انخفاض في حرارة القوس للقطرة، أي انخفاض في درجة حرارة القطرة (مقارنةً بنقل الرش والنقل بالقطرات الكبيرة). وهذا يحسّن معامل انصهار سلك اللحام، وبالتالي يحسّن كفاءة انصهار سلك اللحام.
3) بسبب انخفاض درجة حرارة القطرة، تكون هناك أبخرة لحام أقل. وهذا يقلل من فقدان عناصر السبيكة نتيجة الاحتراق ويحسّن بيئة العمل.
بالمقارنة مع لحام MIG/MAG التقليدي، تتمثل مزاياه الرئيسية فيما يلي:
1) تناثر لحام منخفض أو حتى بدون تناثر.
2) توجيه جيد للقوس الكهربائي، ومناسب للحام في جميع المواضع.
3) تشكيل جيد للحام، وعرض لحام أكبر، وانخفاض في خصائص الاختراق الإصبعي، وتعزيز صغير للحام.
4) لحام مثالي للمعادن التفاعلية (مثل الألومنيوم وسبائكه) عند تيارات منخفضة. ويُوسع نطاق التيار القابل للاستخدام في انتقال رذاذ اللحام MIG/MAG. في اللحام النبضي، يمكن تحقيق انتقال مستقر لقطرات الرذاذ ضمن نطاق تيار واسع يمتد من بالقرب من التيار الحرج لانتقال الرذاذ إلى تيارات نسبيًا عالية تصل إلى عشرات الأمبير.
من خلال ما سبق، تصبح خصائص ومزايا لحام MIG/MAG النبضي واضحة، ولكن لا شيء كامل.
مقارنةً بلحام MIG/MAG التقليدي، فإن عيوبه هي كما يلي:
1) يُنظر إلى كفاءة إنتاج اللحام على أنها أقل قليلاً بشكل معتاد.
2) يتطلب مستويات أعلى من المهارة من عمال اللحام.
3) حاليًا، تكون معدات اللحام أكثر تكلفة. ويتم تحديد اختيار لحام MIG/MAG النبضي بشكل أساسي وفقًا لمتطلبات عملية اللحام.
بالاستناد إلى المقارنة أعلاه، وعلى الرغم من أن لحام MIG/ MAG النبضي يمتلك العديد من المزايا التي لا يمكن للطرق الأخرى تحقيقها أو منافستها، فإنه يعاني أيضًا من عيوب مثل تكلفة المعدات العالية، وانخفاض كفاءة الإنتاج بشكل طفيف، وصعوبة اتقانه من قبل عمال اللحام. لذلك، يتم تحديد اختيار لحام MIG/MAG النبضي بشكل رئيسي حسب متطلبات عملية اللحام.
وفقًا للمعايير المحلية الحالية لعملية اللحام، تتطلب التطبيقات التالية أساسًا استخدام لحام MIG/MAG النبضي:
1) الصلب الكربوني. التطبيقات التي تتطلب جودة وشكلًا عاليين للوصلة اللحامية، وتُستخدم أساسًا في صناعة الأوعية تحت الضغط، مثل الغلايات، ومبادلات الحرارة الكيميائية، ومبادلات حرارة تكييف الهواء المركزي، وحوامل التوربينات في توربينات الطاقة الكهرومائية.
2) الفولاذ المقاوم للصدأ. التطبيقات التي تستخدم تيارًا منخفضًا (أقل من 200 أمبير، ويُشار إليها فيما بعد بالتيار المنخفض) وتتطلب جودة وشكلًا عاليين للوصلة اللحامية، مثل القطارات والمركبات تحت الضغط في الصناعة الكيميائية.
3) الألومنيوم وسبائكه. التطبيقات التي تستخدم تيارًا منخفضًا (أقل من 200 أمبير، ويُشار إليها لاحقًا بالتيار المنخفض) وتتطلب جودة عالية للمفصل اللحامي ومظهرًا جيدًا، مثل القطارات فائقة السرعة، والمفاتيح الكهربائية عالية الجهد، ومعدات فصل الهواء. وخصوصًا القطارات فائقة السرعة، بما في ذلك شركة CSR Sifang للعربات، ومصنع تانغشان للعربات، وشركة تشانغتشون للمركبات الحديدية، بالإضافة إلى الشركات الصغيرة التي تقوم بالتصنيع التعاوني لها. وفقًا لمصادر صناعية، بحلول عام 2015، ستكون جميع العواصم الإقليمية والمدن ذات كثافة سكانية تزيد عن 500,000 نسمة في الصين متصلة بالسكك الحديدية فائقة السرعة، مما يدل على الطلب الهائل على القطارات فائقة السرعة والطلب المقابل لأعمال اللحام ومعدات اللحام.
4) النحاس وسبائكه. بناءً على الفهم الحالي، يستخدم النحاس وسبائكه بشكل أساسي لحام MIG/MAG النبضي (ضمن نطاق لحام القوس المعدني بالغاز).
EN
أخبار ساخنة