عيوب اللحام: الأنواع الشائعة والأسباب والحلول

يمكن أن يؤثر عيب اللحام الصغير على عمر التعب ومانع التسرب. يمكن أن تؤدي العيوب "الطفيفة" إلى إعادة عمل مكلفة أو أعطال في الموقع. في الإنتاج، غالبًا ما تظهر العيوب كعلامات مرئية. يمكن أن تكون هذه أخاديد أو ثقوبًا صغيرة أو تصميمًا رديئًا. لكن الخطر الحقيقي يكمن في ما لا تراه. وهذا يشمل عدم الالتحام في الجدار الجانبي أو الشوائب المحاصرة. ويشمل أيضًا اختراقًا جذريًا لم يكتمل أبدًا. في Yonglihao Machinery، نلاحظ نمطًا شائعًا. نادرًا ما تكون العيوب عشوائية. يمكن إرجاع معظمها إلى عوامل يمكنك التحكم فيها. وتشمل هذه العوامل تحضير الوصلة، ومدخلات الحرارة، والحماية، والتجهيز. هذا الدليل عملي، ويساعدك على اكتشاف العيب بسرعة، وربطه بالأسباب الجذرية الأكثر احتمالًا. بعد ذلك، يمكنك اختيار الفحص والإجراءات المناسبة لمنع تكرار العيوب.

ما هي عيوب اللحام؟

عيب اللحام هو عيب يتجاوز الحدود المحددة. هذه الحدود مخصصة لمعيار أو استخدام معين. يمكن أن يقلل هذا العيب من صلاحية القطعة للخدمة. أما الانقطاع فهو مختلف، فهو أي انقطاع في حالة اللحام "المثالية". قد يكون مقبولاً إذا بقي ضمن الحدود المسموح بها.

تُستخدم مصطلحات ISO عادةً على النحو التالي:

عمليًا، يرتبط الاختيار بين "العيب" و"الانقطاع" بعوامل أخرى. تشمل هذه العوامل فئة القبول، وحالة الخدمة، وموقع العيب. ولا يقتصر الأمر على اسم العيب فحسب. فقد يكون وجود مسام سطحية صغيرة على دعامة تجميلية مقبولًا. أما وجود نفس المسام بالقرب من مقدمة مجهدة بشدة، فقد يكون مرفوضًا. يبدأ ضمان الجودة الجيد بسؤالين. أولًا، أين يقع المؤشر؟ هل هو عند الجذر، أم مقدمة المحمل، أم المنطقة المتأثرة بالحرارة، أم في الداخل؟ ثانيًا، ما الذي سيواجهه الجزء أثناء الخدمة؟ قد يكون هذا حملًا ثابتًا، أو حملًا دوريًا، أو ضغطًا، أو اهتزازًا. بمجرد وضوح هذه العوامل، يمكن تطبيق المعايير والخطط بشكل متسق.

لماذا تحدث عيوب اللحام؟

معظم عيوب اللحام ناتجة عن عدم التوافق. هذا التباين بين مدخلات الحرارة، والحماية، والنظافة، وتجهيز الوصلة. عندما يكون أحد هذه العوامل غير مستقر، نحصل على بصمة متكررة. على سبيل المثال، يؤدي طول القوس العالي عادةً إلى تقويض وتناثر. يؤدي ضعف الحماية إلى المسامية. ويؤدي ضعف التجهيز إلى اختراق غير كامل أو تداخل. ويظهر سوء التنظيف بين المراحل على شكل شوائب من الخبث.

تنقسم الأسباب الجذرية للعملية عادة إلى خمس مجموعات:

• استقرار المعدات والطاقة: انجراف التيار أو الجهد، أو أطراف الاتصال البالية، أو مسار العودة السيئ، أو تغذية الأسلاك غير المتسقة.
• المعلمات ومدخلات الحرارة: سرعة الحركة، وطول القوس، وتغذية السلك، وإعدادات النبض. قد تؤدي هذه الإعدادات إلى تقويض أو نقص في الانصهار أو احتراق.
• حالة المواد والسطح: الصدأ، قشور المطاحن، الزيت، الطلاء، الرطوبة، وطبقات الأكسيد. هذه العوامل تُسبب المسامية والشوائب.
• تصميم المفصل وتجهيزه: فجوة الجذور، والتشوه، والأرض، وعدم المحاذاة. كما أن ضعف التثبيت قد يُسبب اختراقًا غير كامل، أو تشققًا، أو تشوهًا.
• التقنية والوصول: زاوية الشعلة، والنتوء، والنسج، وتنظيف الممرات، والتحكم في التسلسل. هذا أساسي في العمل متعدد الممرات.

في ورشة العمل، نتعامل مع التركيبات والتجهيزات على أنها "معيار صامت". إذا لم تتوافق الأجزاء جيدًا، يقوم المشغلون بالتعديل. يغيرون زاوية وسرعة ومدة ثبات القطع. هذا يؤدي إلى تزايد التباين. قبل تعديل التيار أو الجهد، ثبت الأجزاء الأخرى. ثبّت المشبك والفجوة والمحاذاة والوصول. ثم سجّل سرعة الحركة الفعلية والنتوء المستخدم. غالبًا ما يكون هذا هو السبب الجذري.

الأنواع الرئيسية لعيوب اللحام

شقوق اللحام

شرخ اللحام هو كسر حاد. قد يكون في معدن اللحام، أو المنطقة المتأثرة بالحرارة، أو المعدن الأساسي. يُحدث نقطة إجهاد عالية، ويمكن أن ينتشر بسرعة. يرتبط التشقق الساخن بتصلب المعدن وتبريده تحت الضغط. أما التشقق البارد، فيرتبط غالبًا بالهيدروجين، والهياكل الدقيقة الصلبة، والإجهاد.

استخدم نظامًا صارمًا للتحكم في الشقوق. هذا ضروري عندما يكون المفصل مقيدًا أو سميكًا أو شديد المتانة. وهو ضروري أيضًا للأجزاء الحساسة للصيانة. نادرًا ما تبقى الشقوق الصغيرة صغيرة. يجب إزالة الشقوق حتى يصبح المعدن سليمًا. يجب التحقق من عناصر التحكم في التسخين المسبق والتداخل عند الحاجة. استخدم مواد استهلاكية نظيفة وفترة تبريد مُحكمة لمنع تكرار التشقق. إذا تكررت الشقوق في نفس المنطقة، فتعامل معها كمشكلة في النظام. يشير هذا إلى تضييق المفصل، أو التحكم في الهيدروجين، أو دخول الحرارة، وليس مجرد عيب تجميلي.

تقويض

التجويف هو أخدود عند نقطة اللحام. يُقلل هذا التجويف من المقطع العرضي الفعال للحام، كما يزيد من حساسية التآكل. يحدث هذا غالبًا عند ارتفاع سرعة الحركة أو طول القوس الكهربائي. كما أن زاوية الشعلة غير المناسبة قد تُزيل المعدن عن الحافة.

عادةً ما يكون منع التآكل السفلي حلاً لمشكلة الثبات. وليس إعادة تصميم. شدّ طول القوس وخفّض الجهد العالي. أبطئ قليلاً وحافظ على زاوية شعلة ثابتة. هذا يُساعد مقدمة الماكينة على الحصول على كمية كافية من معدن الحشو. إذا ظهر التآكل السفلي بشكل رئيسي على جانب واحد، فتحقق من إمكانية الوصول والتركيب. غالبًا ما يميل المُشغّلون بعيدًا عن مقدمة الماكينة عندما تكون المسافة الفاصلة ضيقة.

تداخل

يحدث التداخل عندما يتدحرج معدن اللحام فوق المعدن الأساسي، دون التحام مناسب عند نقطة التماس. غالبًا ما يحدث هذا بسبب بطء الحركة أو انخفاض طاقة الانصهار عند نقطة التماس. كما يمكن أن يحدث أيضًا عندما تتدفق البركة إلى ما بعد نقطة التماس.

يزداد احتمال حدوث تداخل في اللحامات المائلة واللحامات غير الموضعية. هنا، يكون التحكم في البرك أصعب. حسّن البلل بزيادة الحرارة عند نقطة التلامس، ضمن الحدود المسموح بها. حافظ على قوس أقصر وأضيق. استخدم حجم خرز أكثر تحكمًا. حافظ على زاوية تُوجِّه الطاقة نحو نقطة التلامس، وليس نحو الخارج.

المسامية

المسامية هي غاز محصور في معدن اللحام المتصلب. قد تظهر على السطح أو في الداخل. غالبًا ما تشير الثقوب الصغيرة المتناثرة إلى مشاكل في الحماية أو تيارات هوائية. تشير المسام المتجمعة عند بدايات ونهاية القوس الكهربائي إلى مشاكل في استقرار القوس أو رطوبة. قد تشير "الآثار الدودية" إلى تلوث السطح أو انهيار غلاف الحماية.

التحكم في المسامية مسألة تتعلق بالنظافة والحماية أولًا، ثم بمعاملات التشغيل. ابدأ بهذه الخطوات: نظّف المعدن حتى يصبح لامعًا عند الحاجة. حافظ على جفاف المواد الاستهلاكية والوصلات. تحقق من نوع الغاز وتأكد من تدفقه دون تسريب. احمِ المنطقة من تدفق الهواء. حافظ على بروز ثابت بحيث يحجب غطاء الغاز البركة. بمجرد استقرارهما، يمكنك ضبط سرعة الحركة ومدخل الحرارة بدقة. هذا يساعد على تسرب الغاز قبل أن يتصلب المعدن.

إدراج الخبث

شوائب الخبث هي مادة غير معدنية عالقة في اللحام. وهي شائعة في العمليات القائمة على التدفق أو بين طبقات اللحام متعددة المراحل. والسبب الشائع هو سوء التنظيف بين المراحل. كما قد يكون ناتجًا عن سوء وضع حبيبات اللحام أو انخفاض درجة الحرارة التي لا تُساعد على تعويم الخبث.

إذا ظهر خبث بين التمريرات، فاعتبر التنظيف خطوةً ضرورية. لا تنظف فقط "حسب الوقت المتاح". حسّن الوصول إلى الوصلات. تأكد من وجود كمية كافية من الحرارة لتطفو الخبث. ضع حبيبات صغيرة لتجنب تكوين جيوب تحتجز الخبث. عند تكرار الشوائب على الجدار الجانبي، تحقق من هندسة الوصلة وزاويتها. غالبًا ما يختبئ الخبث في الزوايا الحادة.

الاندماج غير المكتمل

الانصهار غير المكتمل يعني عدم التحام معدن اللحام بالمعدن الأساسي. قد يحدث هذا عند الجدار الجانبي أو بين التمريرات. غالبًا ما يختفي خلف "خرزة لامعة". قد يمتلئ السطح بينما لا يذوب الجدار الجانبي تمامًا.

من الأسباب الشائعة انخفاض درجة حرارة خط الانصهار. قد يكون ذلك نتيجةً للسرعة الزائدة، أو زاوية شعلة خاطئة، أو بروز زائد. كما أن التلوث أو وضع الخرز الذي يسمح للبركة بتجاوز القوس الكهربائي من الأسباب الأخرى. لن تُحل إضافة مادة الحشو مشكلة الانصهار إلا إذا انصهرت الواجهة. وجّه الطاقة نحو الجدار الجانبي أو الجذر. صحح هندسة المفصل والوصول إليه. تأكد من الفحص الصحيح عند حرج المفصل.

اختراق غير مكتمل

يحدث الاختراق غير الكامل عندما لا يمر اللحام بالكامل عبر المفصل عند الجذر. غالبًا ما يكون السبب هو هندسة جذر ضيقة أو سوء محاذاة. كما قد يكون السبب هو عدم كفاية فجوة الجذر أو انخفاض حرارة الجذر.

إذا كان الاختراق قصيرًا باستمرار، فعادةً ما يكون الإصلاح في هندسة المفصل ووضع الشعلة. لا يتعلق الأمر بإضافة "مرات تغطية إضافية". تحقق من فتحة الجذر، وزاويته، ومحاذاته. تأكد من توجيه القطب نحو الجذر. هذا يضمن ذوبان سطح الجذر وتماسكه.

الحرق

الاحتراق هو ثقب ينشأ عند ذوبان اللحام بالكامل عبر المعدن الأساسي. يحدث هذا في المقاطع الرقيقة أو ذات الفجوات الكبيرة. وهو أكثر شيوعًا مع ارتفاع درجة الحرارة، أو بطء الحركة، أو سوء التركيب.

يبدأ التحكم في الاحتراق بالتركيب والضبط. أغلق الفجوات، وثبت المشبك جيدًا، واستخدم الدعامة عند الحاجة. ثم اضبط معاييرك. قلل من مدخلات الحرارة وقلل من زمن السكون. حافظ على سرعة حركة ثابتة لتجنب ارتفاع درجة حرارة نقطة واحدة. بالنسبة للصفائح الرقيقة، غالبًا ما يكون التحكم المستمر في الفجوات أهم من التغييرات الطفيفة في المعايير.

كيفية اكتشاف عيوب اللحام؟

يمكنك اكتشاف عيوب اللحام بمطابقة طريقة الفحص مع موقع العيب. قد يكون هذا العيب سطحيًا، أو قريبًا من السطح، أو داخليًا. تبدأ خطة الفحص الجيدة بسؤال: ما هو نمط الفشل الذي نمنعه؟ تتطلب التسريبات وحدود الضغط حساسية عالية للمسام والشوائب. تتطلب الوصلات المثقلة بالتعب فحصًا للشقوق السطحية، والتآكل، ونقص الالتحام. تتطلب اللحامات السميكة متعددة المراحل فحصًا للعيوب الداخلية. ابدأ بالاختبار البصري (VT) لاكتشاف المشاكل الخارجية الشائعة. ثم استخدم الاختبار غير الإتلافي (NDT) عندما يتطلب الخطر مزيدًا من اليقين.

الاختبار البصري (VT): تكشف هذه الطريقة عن الشقوق، والتآكل، والتداخل، والبقع، والحرق. استخدم الإضاءة المناسبة والتكبير حسب الحاجة. قِس النتائج وفقًا للمعايير. الحجم والموقع أهم من مجرد وجودهما.

القاعدة العملية هي: إذا كانت نتيجة العطل مرتفعة، فلا تعتمد على قياس VT وحده. استخدم الطريقة التي تُمكّنك من "رؤية" العيب المتوقع في هندسة مفصلك.

أساسيات الإصلاح: متى يتم الطحن، أو إعادة اللحام، أو الرفض

إصلاح العيب الجيد هو عملية مُغلقة. أولًا، أزل المؤشر تمامًا. ثانيًا، أعد اللحام في ظروف مُتحكم بها. ثالثًا، أعد الفحص للتأكد من أنه مقبول. تحدث مُعظم حالات فشل الإصلاح لسببين: أولًا، تم دمج العيب فقط ولم يُزال بالكامل. ثانيًا، لم يُعالج السبب الجذري الأصلي قبل إعادة اللحام. يؤدي تخطي أي خطوة إلى تحوّل الإصلاحات إلى عيوب مُتكررة.

منطق الإصلاح النموذجي:

• إزالة الصوت المعدني: اطحن أو احفر الشقوق أو الخبث أو مناطق عدم الانصهار. تجنب مزج السطح فقط.
• إعادة اللحام مع التحكم: استعادة استقرار الحماية، وحالة المفاصل، ومعاييرها. تجنب تراكم الحرارة دون خطة.
• إعادة التفتيش: استخدم الفحص غير المدمر (NDT) كحد أدنى. استخدم أساليب الفحص غير المدمر الأخرى عند الحاجة وفقًا للمعايير أو مستوى المخاطر.

متى يجب رفض قطعة ما بدلاً من إصلاحها؟ افعل ذلك إذا كانت إزالتها تُخالف الحد الأدنى للسمك، أو إذا كانت تُشوّه الشكل الهندسي الدقيق. ارفض أيضًا إذا أظهرت الإصلاحات المتكررة عدم استقرار في العملية. يكفي إصلاح واحد نظيف. أما الترقيع المتكرر فيُشير إلى وجود مشكلة في العملية.

قائمة التحقق من الوقاية

تُحقق الوقاية أفضل النتائج بتوحيد معايير المدخلات المسببة للعيوب. وتشمل هذه المعايير النظافة، والتجهيز، والمعايير، والتسلسل. نركز على تقليل التباين أولًا. يُؤدي التباين إلى "عيوب عشوائية" يصعب التحكم فيها. إذا استخدم عاملان مختلفان في بروز اللحام، وسرعة الحركة، وزوايا الشعلة، فلن تُنتج نفس الإعدادات نفس اللحام.

قائمة التحقق من تحضير اللحام (سريعة ولكن ذات تأثير كبير):

• سطح: أزل الزيت أو الطلاء أو الصدأ أو الأكسيد من الأماكن التي يجب أن يعمل فيها القوس. حافظ على جفاف المواد الاستهلاكية.
• تجهيز: تحقق من فجوة الجذر، والتشوه، والمحاذاة. ثبته للتحكم في الحركة.
• الحماية: تأكد من نوع الغاز، وثبات تدفقه، وخلوه من التسريبات. احمِه من التيارات الهوائية.
• حدود: حدّد نافذةً ثابتةً للتيار، والجهد، وسرعة تغذية السلك، وسرعة الحركة. تجنّب "المطاردة" باللمس.
• تقنية: استخدم زاوية شعلة ثابتة، وامتدادًا، وطول قوس ثابت. نظّف بين كل تمريرة وأخرى للعمل متعدد التمريرات.
• الحرارة والتسلسل: تحكّم في درجة حرارة الممرّ عند الحاجة. استخدم تسلسلاً يُقلّل التشوه والتشقق.

إذا كان أحد أنواع العيوب شائعًا، مثل المسامية، فأصلح مُسببه الرئيسي أولًا. قد يكون هذا هو النظافة أو الحماية. قم بذلك قبل ضبط الإعدادات. لا يُمكن لتغييرات المُعاملات إصلاح معدن أساسي مُلوث أو تسرب في الحماية.

خاتمة

إذا كنت تريد تقليل عيوب اللحام، فلا تبدأ بـ"مزيد من التفتيش". سواء كنت تتعامل مع التصنيع العام أو تقدم خدمات اللحام المتخصصة, ابدأ بتجهيز ثابت، وأسطح نظيفة، ومدخلات مُتحكم بها. في Yonglihao Machinery، تأتي أسرع النتائج من تسلسل بسيط. أولًا، تأمين تجهيز الوصلة وتثبيتها. ثانيًا، التحقق من سلامة التدريع. ثالثًا، توثيق نافذة معاملات ثابتة. رابعًا، تطبيق أساسيات مثل تنظيف ما بين الممرات. وأخيرًا، استخدم VT واختبار NDT الصحيح للتأكيد، وليس التخمين. عندما تُعامل العيوب كمؤشرات على عدم استقرار المدخلات، تصبح جودة اللحام متوقعة.

التعليمات

ما هي عيوب اللحام الأكثر شيوعا في الإنتاج؟

الشقوق، والمسامية، والتقويض، والتداخل، واحتواء الخبث، ونقص الاندماج هي أكثرها شيوعًا. تتكرر هذه المشاكل لارتباطها بمدخلات قابلة للتحكم. هذه المدخلات هي: التجهيز، والنظافة، والحماية، ومدخلات الحرارة. تأكد من استقرار هذه المدخلات قبل تغيير الإجراءات.

كيف يمكنني التمييز بسرعة بين "العيب" و"عدم الاستمرارية" في أرضية المتجر؟

لا يُمكن اتخاذ قرار دون معايير القبول. "العيب" هو انقطاع يتجاوز حدود استخدام القطعة. حدّد نوع وحجم المؤشر، ثم قارنه بفئة القبول. يُمكن للموقع وحمل الخدمة أن يُغيّرا القرار النهائي.

ما الذي يسبب عادة المسامية حتى عند تشغيل الغاز؟

تنشأ معظم المسامية من التلوث أو فقدان غطاء الحماية. ولا يقتصر الأمر على "قلة الغاز". تحقق من وجود زيت أو رطوبة أو طلاء. ابحث عن تيارات هوائية أو تسريبات أو بروز غير صحيح. كما أن عدم استقرار القوس الكهربائي قد يُسبب خللاً في الحماية.

ما هي أسرع طريقة لتقليل القطع؟

قلّل طول قوسك. قلّل الجهد الزائد. حافظ على زاوية شعلة ثابتة بحيث يكون طرف المصباح مدعومًا بمعدن الحشو. إذا تكرر ذلك في موضع واحد، فحسّن الخلوص أو التثبيت. غالبًا ما تُجبر مشاكل الوصول على زوايا تُسبب تقويضًا للقوس.

متى يجب علي اختيار UT مقابل RT للعيوب الداخلية؟

اختر UT عند الشك في وجود عيوب مستوية، مثل عدم الالتحام. اختر RT عندما تكون العيوب الحجمية، مثل المسامية أو الخبث، هي الشاغل الرئيسي. كما أن هندسة المفصل، والوصول إليه، واتجاه العيب عوامل مهمة. الطريقة "الأفضل" هي التي تكشف العيب المتوقع بدقة.