ما هو لحام القوس المعدني المحمي (SMAW)؟ 👨‍🏭

مقدمة

اللحام بالقوس الكهربائي المطلي هو عملية تنتج اندماجًا بين المعادن عن طريق تسخينها وصهرها بقوس كهربائي قائم بين طرف القطب المطلي وسطح المعدن الأساسي عند المفصل الذي يتم لحامه.

كيف تعمل العملية

يتم نقل المعدن المنصهر من القطب عبر القوس الكهربائي إلى البركة المنصهرة للمعدن الأساسي ، وبالتالي تشكيل معدن اللحام.

خبث سائل أقل كثافة من المعدن السائل ، والذي يتكون من طلاء القطب الكهربائي وشوائب المعدن الأساسي ، يعلو البركة المنصهرة التي تحميها من التلوث الجوي.

بمجرد التصلب ، سوف يتحكم هذا الخبث في معدل التبريد لمعدن اللحام المتصلب بالفعل. يأتي معدن الحشو من اللب المعدني للقطب الكهربائي (السلك) ومن الطلاء ، والذي يتكون في بعض الحالات من مسحوق الحديد وعناصر السبائك.

يعد اللحام بالعصا أحد أكثر عمليات اللحام استخدامًا على الإطلاق التي سنتحدث عنها ، نظرًا لبساطة المعدات وجودة اللحامات والتكلفة المنخفضة للمعدات والمواد الاستهلاكية.

يتمتع بمرونة كبيرة ويلحم معظم المعادن على نطاق واسع من السماكات. في الآونة الأخيرة ، فقد قوته أمام العمليات الأخرى بسبب انخفاض الإنتاجية (يستغرق الأمر وقتًا أطول لإكمال اللحام في هذه العملية مقارنةً بـ FCAW على سبيل المثال).

يمكن إجراء اللحام بهذه العملية في أي مكان تقريبًا وفي ظل ظروف قاسية. يستخدم لحام القطب الكهربائي المطلي على نطاق واسع في التصنيع الصناعي ، والهيكل المعدني للمباني ، وبناء السفن ، والسيارات ، والشاحنات ، وبوابات الفيضانات والتجمعات الملحومة الأخرى.

العيب الرئيسي لهذه العملية هو انخفاض إنتاجيتها ، والذي يرجع بشكل أساسي إلى الحاجة إلى استبدال الأقطاب الكهربائية.

المميزات والعيوب

مزايا	سلبيات
إنها عملية متعددة الاستخدامات ، حيث تتكيف مع المواد ذات السماكات المختلفة وفي أي وضع عمل.	إنها عملية يدوية ، اعتمادًا على مهارة عامل اللحام ، مما يعني تحكمًا أقل في معلمات اللحام ، مثل تيار اللحام.
المعدات اللازمة منخفضة التكلفة نسبيًا.
يشار إلى استخدامه داخل المصنع وفي الميدان.	بالمقارنة مع العمليات الأخرى ، لديها إنتاجية منخفضة ، بسبب معدل الترسيب المنخفض ومعدل إشغال اللحام المنخفض (الوقت مع فتح القوس بواسطة إجمالي وقت اللحام) ، والذي يبلغ حوالي 40٪.
تستخدم حاليًا في الصناعات البحرية والسكك الحديدية والسيارات وتشغيل المعادن والبناء.
تستخدم على نطاق واسع في لحام الفولاذ الكربوني ، الفولاذ منخفض السبائك ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، الحديد الزهر ، الألومنيوم ، النحاس ، النيكل ، إلخ.
لا يمكن لحام المعادن ذات نقطة الانصهار المنخفضة مثل Pb و Sn و Zn والمعادن المقاومة للصهر أو شديدة التفاعل مثل Ti و Zr بواسطة قطب كهربائي مطلي.	يولد كميات كبيرة من الغازات والأبخرة أثناء العملية.

معدات لحام

كما هو مبين في الشكل أدناه ، تتكون المعدات من مصدر طاقة وكابلات توصيل وحامل قطب كهربائي ومشبك (موصل أرضي) وإلكترود.

مصدر الطاقة

يمكن أن يكون مصدر الطاقة تيارًا مباشرًا (مولدات أو مقومًا) أو تيارًا مترددًا (محول).

يمكن أن تكون المصادر الحالية المباشرة:

1 - المولدات ، وتستخدم بشكل عام للعمل في مواقع البناء ، خاصة عند عدم توفر إمدادات كهربائية كافية.
2 - محولات - مقومات ، وهي مفيدة فيما يتعلق بالمولدات بسبب انخفاض تكلفة التشغيل والصيانة ، مع تشغيل أكثر هدوءًا.

في حالة التيار المباشر ، يجب اختيار القطبية حسب طلب الخدمة:

أ) التيار المباشر - القطبية المباشرة (DC-) ، القطب متصل بالقطب السالب للماكينة وهناك معدل ترسيب أقل وأعماق اختراق أكبر.
ب) التيار المباشر - القطبية العكسية (DC +) ، القطب الموجب والجزء السالب. مع هذا التكوين ، يتم الحصول على اختراق أقل ومعدلات ذوبان أعلى للإلكترود.
ج) التيار المتردد (AC) - القطبية بالتناوب مع كل انعكاس للتيار. مع هذا النوع من التكوين ، ستكون هندسة الخرزة وسيطة لتلك التي تم الحصول عليها في CC + و CC-

نصيحة: تشير إشارة التيار المباشر دائمًا إلى مكان توصيل القطب الكهربائي. حتى أن البعض يفضل تسميته القطب الموجب أو القطب السالب.

كابلات اللحام

يتم استخدامها لتوصيل حامل القطب الكهربائي والمشابك بمصدر الطاقة. يجب أن تكون مرنة للسماح بالتعامل السهل. إنها جزء من دائرة اللحام وتتكون من عدة أسلاك نحاسية ملفوفة معًا ومحمية بطبقة عازلة ومرنة. يجب أن تبقى الكابلات غير ملفوفة وبدون وصلات.

حامل الكهربائي

يستخدم حامل القطب لتثبيت القطب الكهربائي وتنشيطه. يعد التثبيت الصحيح والعزل الجيد للكابلات أمرًا ضروريًا لتقليل مخاطر الصدمات. يجب أن تكون المخالب دائمًا في حالة جيدة ، وذلك لتجنب مشاكل السخونة الزائدة وضعف تثبيت القطب ، والتي يمكن أن تنفك أثناء اللحام.

المشبك (موصل أرضي)

إنه جهاز لتوصيل الكابل الأرضي بالجزء المراد لحامه.

المواد الاستهلاكية - الأقطاب الكهربائية

يتكون القطب المطلي من:

• القطب الكهربائي ("الروح")
• طلاء

يقوم القطب بإنشاء القوس وتزويد المعدن بالحشو للحام.

طلاء القطب له الوظائف التالية أثناء عملية اللحام: الوظائف الكهربائية والفيزيائية والمعدنية.

وظيفة العزل والتأين الكهربائي

أ) العزل - يعزل قلب القطب الكهربائي ويتجنب فتحات القوس الجانبي ، ويوجه القوس إلى مكان الاهتمام. على سبيل المثال ، عند اللحام بالغرف الضيقة التي يصعب الوصول إليها ، لمنع تشكيل القوس في مواضع غير مرغوب فيها.
ب) التأين - يحتوي الغلاف على سيليكات الصوديوم والبوتاسيوم التي تؤين الغلاف الجوي القوسي. هذا يسهل مرور التيار الكهربائي ، مما يخلق قوسًا كهربائيًا مستقرًا.

الوظائف الفيزيائية والميكانيكية

أ) أنها توفر غازات لتكوين جو وقائي لقطرات المعدن ضد عمل الهيدروجين في الغلاف الجوي.
ب) يذوب الطلاء ثم يتصلب على حبة اللحام مكونًا خبثًا من مادة غير معدنية ، ويحمي حبة اللحام من الأكسدة بواسطة الغلاف الجوي العادي أثناء تبريد اللحام.
ج) يوفر التحكم في معدل التبريد ويساهم في إنهاء الحبيبات:

الغرض المعدني

أ) يدخل عناصر صناعة السبائك في معدن اللحام ، مما يغير خصائص اللحام. يتم أيضًا إضافة عناصر كيميائية أخرى لغرض إزالة الشوائب ، وإزالة الأكسدة ، وما إلى ذلك (على سبيل المثال: Mn ، Si)

يتم تصنيف الأقطاب الكهربائية المطلية وفقًا لمواصفات AWS (جمعية اللحام الأمريكية). يمكن العثور على المواصفات التجارية للأقطاب الكهربائية المطلية في مواصفات AWS لسلسلة AWS A5 (مثال: AWS A5.1)

الميزات والاستخدامات

من المهم لمفتش اللحام أن يتذكر أن عملية لحام القطب الكهربائي المطلي بها العديد من المتغيرات التي يجب مراعاتها. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من تكوينات المفاصل الموجودة في اللحام الصناعي ، وفي مجموعة متنوعة من تركيبات المعادن الأساسية والحشو.

من حين لآخر ، يتم استخدام عدة أنواع من الأقطاب الكهربائية لحام معين. يجب أن يكون لدى مفتش اللحام معرفة متعمقة بالمواصفات الاستهلاكية المستخدمة للوظيفة لمعرفة كيف وما هي المتغيرات التي تؤثر على جودة اللحام.

يمكن استخدام عملية اللحام الكهربائي المطلي للحام في جميع المواضع. يمكن استخدامه أيضًا في لحام معظم الفولاذ وبعض المعادن غير الحديدية ، وكذلك لترسيب معادن الحشو للحصول على خصائص أو أبعاد معينة.
يتميز بالقدرة على لحام المعدن الأساسي في نطاق من 2 مم إلى 200 مم ، اعتمادًا على متطلبات التحكم في التسخين أو التشويه والاستخدام.

يعد التحكم في طاقة اللحام (المدخلات الحرارية) أثناء التشغيل عاملاً مهمًا في بعض المواد ، مثل الفولاذ المسقى والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ منخفض السبائك المحتوي على الموليبدينوم ، وهو أيضًا ذو أهمية كبيرة لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة.

يمكن أن يتسبب التحكم غير الكافي في طاقة اللحام أثناء عملية اللحام ، عند الحاجة ، في حدوث تكسير أو فقدان خصائص المعدن الأساسي ، مثل فقدان مقاومة التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ أو حتى انخفاض في قدرة امتصاص الطاقة.

معدل الترسيب لهذه العملية صغير مقارنة بعمليات التغذية المستمرة الأخرى. معدل الترسيب يختلف من 1 إلى 5 كجم / ساعة ويعتمد على القطب المختار.

يعتمد نجاح عملية اللحام بالقطب الكهربائي المطلي إلى حد كبير على مهارة وتقنية اللحام ، حيث يتم تنفيذ جميع عمليات اللحام بواسطة عامل اللحام. هناك أربعة عناصر يجب أن يتمكن عامل اللحام من التحكم فيها:

• طول القوس (يتراوح بين 0.5 و 1.1 من قطر القطب المطلي). من منظور الشخص العادي ، يمكننا النظر في المسافة من طرف القطب إلى الجزء.
• الإزاحة الكهربائي وزاوية العمل.
• سرعة إزاحة القطب.
• تقنيات الترسيب التمريرية (الضيقة أو المتأرجحة).
• التيار الكهربائي.

تحضير وتنظيف المفاصل

يجب أن تكون الأجزاء المراد لحامها خالية من الزيت والشحوم والصدأ والطلاء والمخلفات الناتجة عن الفحص عن طريق اختراق السائل والرمل والسخام من التسخين المسبق للغاز ، في شريط لا يقل عن 20 مم على كل جانب من الحواف وإزالة المغناطيسية.

بعد كل تمريرة ، يجب إزالة الخبث الناتج. ينتج عن الإزالة الجزئية للخبث حبيبات اللحام مع شوائب أكسيد ، مما يضر بالخصائص الميكانيكية للوصل الملحوم. يؤدي عدم التنظيف بين الممرات إلى عيب "تضمين الخبث" الشهير.

المعلمات المعتادة لصلب اللحام

يوضح الجدول أدناه مثالاً للمعلمات النموذجية حسب القطر للإلكترود المطلي من النوع 7018. يستخدم القطب 7018 بشكل شائع في الأعمال المسؤولة ، ومع ذلك ، استشر أخصائي اللحام لمعرفة القطب والمعلمات الأكثر اقتصادا وإنتاجية. انت تعمل.

الانقطاعات الناجمة عن العملية

يمكن أن يحتوي اللحام الذي تم الحصول عليه عن طريق لحام القوس الكهربائي المكسو على جميع أنواع الانقطاعات تقريبًا. المدرجة أدناه هي بعض حالات الانقطاع الأكثر شيوعًا التي يمكن مواجهتها عند استخدام هذه العملية.

المسامية

بشكل عام ، يحدث هذا بسبب استخدام تقنيات غير صحيحة (طول قوس طويل أو سرعة لحام عالية) ، عن طريق استخدام معدن أساسي دون تنظيف مناسب أو بواسطة قطب كهربائي مبلل.

تحدث المسامية العنقودية أحيانًا عند فتح وإغلاق القوس. إن تقنية اللحام ذات الممر الخلفي الصغير ، مباشرة بعد بدء عملية اللحام ، تسمح لماكينة اللحام بإعادة صهر المنطقة في بداية التمرير ، وإطلاق غازها وبالتالي تجنب هذا النوع من الانقطاع. تحدث المسامية الدودية عادة بسبب استخدام قطب كهربائي مبلل.

الادراج

وهي ناتجة عن التعامل غير السليم مع القطب الكهربائي وسوء التنظيف بين التمريرات. إنها مشكلة يمكن التنبؤ بها ، في حالة التصميم غير المناسب من حيث الوصول إلى المفصل المراد لحامه أو حتى بزوايا مائلة صغيرة.

عدم الانصهار

النتائج من تقنية اللحام غير الصحيحة: اللحام السريع ، عدم كفاية الوصلات أو تجهيز المواد ، التيار المنخفض للغاية.

عدم الاختراق

النتائج من تقنية اللحام غير المناسبة ؛ لحام سريع ، مفصل غير مناسب أو تحضير مادة ، تيار منخفض جدًا وقطر قطب كهربائي كبير جدًا.

التقعر والتداخل

إنها بسبب أخطاء (إهمال) اللحام.

تشققات في الحلق وتشققات في الجذر

عندما يظهرون ، يطلبون ، لتجنب ، تغييرات في تقنية اللحام أو تغيير المواد.

Interlamellar Crack

لا يوصف هذا الانقطاع بأنه خطأ لحام. يحدث ذلك عندما يتشقق المعدن الأساسي ، الذي لا يدعم التوترات العالية الناتجة عن انكماش اللحام ، في اتجاه السماكة ، على شكل خطوات ، تقع في مستويات موازية لاتجاه التدحرج.

للحصول على معلومات فقط ، يحدد بعض المهندسين اختبار الشد "Z" لتقييم مقاومة هذه المادة لهذا النوع من التكسير.

تشققات في الهامش وتشققات تحت الخرزة

هذه شقوق ، كما سنرى ، بسبب التشقق البارد. تحدث بعد بعض الوقت من إجراء اللحام وبالتالي قد لا يتم اكتشافها من خلال الفحص الذي يتم إجراؤه فورًا بعد عملية اللحام. تحدث عادةً أثناء احتجاز الهيدروجين في اللحام.

كمثال على مصادر الهيدروجين ، يمكننا أن نذكر: الرطوبة العالية للهواء ، الأقطاب الكهربائية الرطبة ، الأسطح المتسخة.

يساهم هذا الهيدروجين ، جنبًا إلى جنب مع البنية المجهرية الهشة ومستوى عالٍ من الإجهاد المتبقي ، في ظهور هذه الأنواع من التشققات.

تقويض (يشبه لدغة)

التيار العالي (الحالي) ، الجزء الساخن جدًا.

شروط الحماية البيئية والفردية

يجب عدم إجراء اللحام في ظل هطول الأمطار والرياح ، إلا إذا كانت الوصلة المراد لحامها محمية بشكل صحيح.

ينبعث القوس الكهربائي من الأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية بالإضافة إلى النتوءات والغازات الضارة. لهذه الأسباب ، يجب حماية عامل اللحام بشكل صحيح باستخدام المرشحات والقفازات والملابس الواقية وزجاج الأمان وإجراء اللحام في الأماكن ذات التهوية الكافية.

تعرف على اللحام

هل ترغب في معرفة المزيد عن اللحام؟ زيارة بلدي دورة سريعة.

إستشهاد بقول

عندما تحتاج إلى تضمين حقيقة أو جزء من المعلومات في مهمة أو مقال ، يجب عليك أيضًا تضمين مكان وكيفية العثور على هذه المعلومة (ما هو لحام القوس المعدني المحمي).

هذا يعطي مصداقية إلى ورقتك وهو مطلوب في بعض الأحيان في التعليم العالي.

لتسهيل حياتك (والاقتباس) ، ما عليك سوى نسخ المعلومات أدناه ولصقها في مهمتك أو مقالتك:

Luz, Gelson. ما هو لحام القوس المعدني المحمي (SMAW)؟. مدونة المواد. Gelsonluz.com .يوم .شهر.سنة URL.

الآن استبدل يوم .شهر.سنة باليوم والشهر والسنة التي تتصفح فيها هذه الصفحة. استبدل أيضًا URL الخاص بعنوان URL الفعلي لهذه الصفحة. يستند تنسيق الاقتباس هذا إلى MLA.