المسامية في اللحام: الأسباب والآثار والوقاية

مسامية اللحام

تعتبر مسامية اللحام عيبًا شائعًا يؤثر سلبًا على جودة اللحام والسلامة الهيكلية والأداء في التطبيقات الصناعية. 

تعرّف على المسامية في اللحام وكيفية حدوثها، وآثارها، واستراتيجيات الوقاية منها. إن معرفة المعايير الرئيسية وأفضل الممارسات في هذا المجال تُمكّنك من إنتاج لحامات عالية الجودة مع تقليل العيوب إلى أدنى حد.

ما هي المسامية في اللحام؟

المسامية مصطلح يُستخدم لوصف الفراغات الصغيرة (جيوب الغاز) المحتجزة في اللحام أثناء تبريده. تُضعف هذه الفقاعات الصغيرة اللحام بإضعاف بنيته الميكانيكية، مما يُسبب فشله بسبب الإجهاد، ويؤدي إلى التشقق.

أنواع المسامية

تظهر المسامية بأشكال مختلفة، ولكل نوع خصائصه الفريدة:

المسامية السطحية

جيوب غاز مرئية على سطح اللحام؛ السبب الأكثر شيوعًا للمسامية السطحية هو نقص تغطية غاز الحماية.

المسامية تحت السطح

تم اكتشاف الفراغات الداخلية من خلال الاختبار غير المدمر (NDT) باستخدام الأشعة السينية أو التفتيش بالموجات فوق الصوتية.

مسامية الثقب الدودي

تتشكل مسامات طويلة تشبه الأنابيب أثناء عملية الاحتجاز السريع للغازات عند تشكل اللحام.

المسامية المنتظمة

غالبًا ما ترتبط المسام الصغيرة الموزعة بالتساوي بمواد ملوثة أو معلمات لحام غير صحيحة. يساعد فهم هذه الأنواع اللحامين على تحديد المسامية ومعالجتها بشكل فعال.

أسباب المسامية في اللحام

تتطور المسامية في اللحام عندما تُحبس الغازات داخل حوض اللحام المنصهر، ولا تتمكن من التسرب قبل تصلب اللحام. هناك عدة أسباب لهذا العيب، بدءًا من خصائص المادة ووصولًا إلى تقنية اللحام غير الصحيحة.

التلوث المادي

تُعدّ المسامية مشكلةً كبيرةً بسبب تلوث المعادن الأساسية أو مواد الحشو. ومن الملوثات الشائعة:

مسام اللحام المتعددة في خط واحد

رطوبة

يتم إطلاق الماء الممتص على سطح المادة عن طريق اللحام، مما يؤدي إلى تشكيل المسام.

النفط والشحوم

تتبخر بقايا العمل أو المناولة الآلية وتشكل جيوبًا.

الصدأ أو مقياس الطاحونة

لا يمكن نقل طبقات الأكسيد الموجودة على سطح الفولاذ إلى بركة اللحام.

عند لحام خطوط الأنابيب، وخاصة في البيئات الرطبة مثل صناعات النفط والغاز، فإن إزالة الرطوبة والأكاسيد قبل اللحام من خلال التنظيف المسبق باستخدام المذيبات أو فرشاة الأسلاك أمر حيوي.

تغطية الغاز غير السليمة

حوض اللحام محمي من الغلاف الجوي بغاز عازل (مثل الأرجون أو ثاني أكسيد الكربون). بعض الأمثلة على مشاكل تغطية الغاز:

• معدل تدفق الغاز المنخفض:يؤدي عدم وجود حماية كافية إلى السماح للنيتروجين أو الأكسجين بالدخول إلى حوض اللحام.
• تدفق الغاز الزائد: يؤدي إلى اضطرابات تجذب الهواء الجوي.
• تسرب خطوط الغاز:تؤدي المعدات المعيبة إلى تقليل توصيل الغاز إلى منطقة اللحام.

للحصول على تغطية جيدة، يُمكن استخدام معدل تدفق غاز يتراوح بين 15 و25 قدمًا مكعبًا في الساعة (CFH) للحام MIG. يُمكن تعديله بناءً على موضع اللحام والظروف البيئية.

معلمات اللحام غير الصحيحة

وحدة اللحام

تؤثر معلمات اللحام مثل الجهد والتيار وسرعة السفر بشكل مباشر على المسامية في اللحام.

عالية الجهديمكن أن يؤدي الجهد العالي إلى زيادة طول القوس الكهربائي، مما يؤدي إلى قوس غير مستقر، مما يؤدي إلى عدم اكتمال حوض اللحام والمسامية.

تيار منخفض:قد يؤدي فشل الحرارة غير الكافي إلى ترك آثار للغازات في اللحام.

سرعة السفر السريعة:تمنع سرعة اللحام الغاز من الهروب من حوض المنصهر.

تسمح وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) بالتحكم الدقيق في المعلمات في أنظمة اللحام الآلية المستخدمة في تصنيع السيارات، مما يقلل من المسامية في الإنتاج بكميات كبيرة.

العوامل البيئية

تُشتت العوامل الخارجية غطاء غاز الحماية، سواءً بفعل الرياح أو التيارات الهوائية، خاصةً في اللحام الخارجي. كما تُدخل الرطوبة العالية الرطوبة، مما يزيد من احتمالية المسامية الناتجة عن الهيدروجين.

تأثير المسامية على جودة اللحام

تؤدي المسامية إلى إضعاف الخصائص الميكانيكية وسلامتها، وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في التطبيقات الصناعية.

انخفاض القوة والليونة

تُعدّ جيوب الغاز مُركّزات إجهاد، وتُقلّل من قوة الشدّ ومرونته. حتى المسامية الضئيلة قد تُؤدي إلى فشل كارثي في ​​التطبيقات عالية المخاطر، مثل أوعية الضغط والمكوّنات الحاملة للأحمال.

القابلية للتآكل

تجعل المسامية السطحية اللحام عرضة للعوامل البيئية، مما يسبب التآكل في البيئات البحرية أو المعالجة الكيميائية القاسية.

عدم الامتثال للمعايير

رموز اللحام المستخدمة في الصناعات هي AWS D1.1 (الفولاذ الهيكلي) أو ASME القسم التاسع (أوعية الضغط). إذا تجاوزت المسامية هذه الحدود، فقد يفشل اللحام في التطبيقات التي تتطلب هذه المتطلبات.

كيفية منع المسامية في اللحام

يمكن منع المسامية باستخدام المواد المناسبة ومعايير اللحام المناسبة، مع مراقبة الجودة المناسبة. إليك بعض الإجراءات المحددة لتقليل المسامية:

التحضير المسبق للحام

مواد القاعدة النظيفة: 

أزل الشحوم، أو استخدم فرشاة سلكية، أو اطحن الزيت، ثم اشطفه بالماء. يُستخدم الأسيتون لإزالة الملوثات السطحية الخطيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

مواد الحشو الجافة: 

قم بتخزين أقطاب اللحام وأسلاك الحشو في بيئات ذات رطوبة مضبوطة لاستخدامها في اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW). سخّن أقطاب اللحام منخفضة الهيدروجين (250-300 درجة مئوية) قبل استخدامها.

فحص المعدات: 

هل تقوم معداتك بتوصيل غاز الحماية بشكل منتظم (تحقق من خطوط الغاز والمنظمات والمشاعل بحثًا عن التسريبات)؟

تحسين معلمات اللحام

ضع في اعتبارك أن ضبط إعدادات اللحام بناءً على المادة والعملية (لحام القوس(اللحام باستخدام تقنية TIG أو MIG) أمر ضروري:

• لحام ميغ:بالنسبة للفولاذ الكربوني، استخدم نطاق جهد يتراوح بين 18 و24 فولت وسرعة تغذية سلك تتراوح بين 200 و400 بوصة في الدقيقة
• تيج لحام:اضبط التيار الكهربائي على حوالي 100–200 أمبير للفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 1/8 بوصة، بحيث يتم إنتاج قوس مستقر ويمكنك الاستمرار في ذلك.
• سرعة السفر: 10-15 بوصة في الدقيقة (للسماح للغاز بالهروب)

لحام الأنابيب النظيفة

اختيار غاز حماية اللحام

اختيار غاز الحماية المناسب للمادة و عملية اللحام:

• الأرجون: مثالي للحام TIG للفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم.
• مزيج الأرجون وثاني أكسيد الكربون (2/75):مناسبة للحام الفولاذ الكربوني MIG.
• الهليوم:يزيد من النفاذية في المواد الكثيفة ويتطلب معدلات تدفق أعلى.

تدابير مراقبة الجودة

• الاختبار غير المدمر (NDT):استخدم الأشعة السينية، أو الموجات فوق الصوتية، أو طرق اختراق الصبغة للعثور على المسامية تحت السطح.
• تدريب اللحام:يجب أن يكون المشغلون معتمدين ومدربين على منهجيات منع العيوب.
• رصد عملية:استخدم أجهزة الاستشعار لمراقبة تدفق الغاز في الوقت الفعلي، والقوس المستقر، وسلوك حوض اللحام لأوعية الضغط الحساسة مثل اللحام.

خاتمة

المسامية حالة يمكن الوقاية منها عيوب اللحام. من خلال أفضل الممارسات، مثل التنظيف، وتحسين تدفق الغاز، واستخدام الاختبارات غير المتلفة، يمكن للحامين إنتاج لحامات عالية الجودة خالية من العيوب.

يُعدّ استيعاب المسامية وتخفيف آثارها أمرًا ضروريًا في الصناعات التي تُعدّ فيها الموثوقية عاملًا أساسيًا، مما يضمن الامتثال للمعايير ويُحسّن الخصائص الهيكلية. ابقَ على اطلاع دائم بأحدث التقنيات والتدريب للحفاظ على ميزة تنافسية في جودة اللحام.

شارك بتجاربك مع المسامية في اللحام أو اطرح الأسئلة في التعليقات أدناه.

خدمات اللحام المتخصصة في Boda

في برولينتك، نقدم جودة عالية خدمات اللحام لمختلف المعادن. اكتشف المزيد عن حلول اللحام الدقيق لدينا - احصل على عرض سعر اليوم. 

الأسئلة الشائعة

• كيف يمكنك إيقاف المسامية في اللحام؟

نظّف معدن الركيزة الأساسية، واستخدم غاز حماية مناسبًا، وحافظ على صيانة الجهاز. من الضروري أيضًا تخزين أقطاب اللحام لمنع دخول الرطوبة إليها. 

• كيف يتم منع المسامية؟

من الضروري تنظيف المعدن الأساسي وتأمين حوض اللحام بشكل صحيح باستخدام غاز الحماية المناسب. 

• ما الذي يسبب المسامية في 7018؟

تنتج المسامية في 7018 عن طول القوس الممتد والرطوبة في طلاء القطب والتي يتم امتصاصها في القطب عند التخزين غير السليم.

• ما هي كمية المسامية المقبولة في اللحام؟

يسمح AWS D1.1 بمسامية تصل إلى 3/8 بوصة في القطر لمسام واحدة؛ ويمكنك استخدام معايير أخرى للتحقق من المسامية المسموح بها وفقًا للمتطلبات.