موضوع: بحث عن اللحام الأربعاء ديسمبر 08, 2010 5:11 am
بحث علمى عن اللحام
اللحام هي عملية يتم فيها وصل مادتين (عادة معدنيين) ببعض بشكل يعطى صلادة دائمة. ويتم ذلك عن طريق رفع درجة الحرارة والضغط أو بدون ضغط حسب الحالة الميتالورجية المطلوبة للوصلة.
يستخدم اللحام في وصل المعادن ببعضها ، حيث يتم تسخينها وتسييلها وربطها ببعضها ، وبعد ذلك تصبح القطعتان الموصولتين في قوة المعدن الأصلي أو أقوي منه. والمخاطر المصاحبة لعمليات اللحام تشمل: الدخان ، الأبخرة السامة ، المواد الصلبة المتطايرة ، الحرارة العالية ، الإشعاع الضوئي.
أنواع اللحام / القطع:
1- اللحام بالغاز Gas Welding 2- اللحام الكهربائي Arc Welding 3- القطع بالأوكسجين Oxygen & Gas Cutting
المتطلبات العامة:
أ- منع ومكافحة الحرائق:
1- في حالة عدم إمكانية إبعاد الشئ المراد لحامه من مكان العمل ، يتم إبعاد جميع المواد القابلة للإشتعال لمسافة لا تقل عن 35 قدم (11 مترا) من مكان اللحام. 2- في حالة عدم إمكانية إبعاد الشئ المراد لحامه ، وفي نفس الوقت عدم إمكانية إبعاد جميع المواد القابلة للإشتعال من مكان اللحام ، يتم استخدام أغطية مناسبة لحجز الحرارة ، والشرر ونواتج اللحام. كذلك يتم تغطية جميع المواد القابلة للإشتعال بواسطة مواد غير قابلة للإشتعال ورش الأرضية أسفل مكان اللحام بالماء لإطفاء الشرر المتطاير. 3- توفير معدات مكافحة الحرائق المناسبة قرب مكان اللحام للإستخدام الفورى في حالة حدوث حرائق (طفايات الحريق ، مكرات الحريق ، ......). 4- تعيين مراقب للحريق (Fire Watch) تكون مهامه الأساسية مراقبة الشرر المتطاير والناتج من عمليات اللحام في حدود مسافة 35 قدم (11 مترا) مع ضرورة عدم ترك مكان اللحام إلا بعد مرور نصف ساعة علي الأقل من إنتهائه. 5- ضرورة التأكد من خلو مكان اللحام من المواد الملتهبة أو المواد السائلة القابلة للإشتعال وذلك بإجراء القياسات اللازمة بواسطة أجهزة قياس نسبة المواد المشتعلة بالجو. 6- عد السماح بإجراء أية أعمال لحام أو قطع في البراميل المستعملة إلا بعد إجراء عمليات التنظيف المناسبة والتأكد من خلوها من المواد القابلة للإشتعال.
ب- الوقاية الشخصية للعاملين:
1- ضرورة استخدام واقيات العين والوجه المناسبة (نظارات اللحام ، حامي الوجه الخاص باللحام) مع استعمال الفلتر المناسب لنوع اللحام وحجم الإلكترود. 2- استعمال القفازات المقاومة للحرارة ، الأوفرهولات القطنية ذات الأكمام الطويلة وتكون بدون جيوب. كذلك ضرورة عدم وجود تنية في البنطلون ويغطي الحذاء. 3- استعمال حذاء سلامة مناسب وأيضا يمكن استعمال مريلة من الجلد.
ج- الحماية الصحية والتهوية المناسبة
من الممكن أن تكون تهوية مكان اللحام من التهوية الطبيعية أو التهوية الميكانيكية. 1- تكون التهوية الطبيعية كافية إذا كان المكان المخصص لعمليات اللحام لا تقل مساحته عن 10000 قدم مربع وسقف هذا المكان لا يقل عن 16 قدم. 2- في حالة عدم توفر الشروط أعلاه وبالتالي عدم كفاية التهوية الطبيعية لمكان اللحام يتم استخدام التهوية الميكانيكية ، مثل التهوية الموضعية بجوار عملية اللحام حيث تقوم بسحب الأبخرة المتولدة من عمليات اللحام بسرعة كبيرة إلي فلتر خاص (HEPA Filter). كذلك يمكن استخدام شفاطات لتغيير هواء مكان العمل بحيث يكون في حدود 20 مرة بالساعة.
يمكن تعريف اللحام بأنه العملية التي تتم عادة بواسطة صهر المعدن عن طريق رفع درجة حرارة الوصلة ويمكن الحصول على الحرارة اللازمة لعملية الصهر بواسطة الغاز أو القوس الكهربي أو بواسطة مركبات كيميائية، كما يمكن الوصول لدرجة الحرارة اللازمة بواسطة استخدام الحث الكهربي كما أنه يمكن أن يتم اللحام على البارد. تعتبر عملية اللحام من أهم الطرق المستخدمة في وصل لمعادن.
لحام الغاز
لحام الغاز هو أحد أشهر أنواع اللحام، وفيه يتم صهر أطراف الأجزاء الملحوظة وكذلك المادة المرسبة المضافة أو المونة وذلك نتيجة تولد حرارة ناتجة من احتراق خليط غازي (وقود غازي مناسب) مع الهواء أو الأكسجين النقي. وتمم عملية اللحام بعد أن يتجمد المعدن المنصهر في عملية اللحام. ومن أهم الغازات المستخدمة في عملية اللحام هذه هى: الأسيتيلين أو الهيدروجين أو الغاز الطبيعي أو الكيروسين أو غاز الاستصباح أو غازات البنزين.
لحام القوس الكهربي
لحام القوس الكهربي هو أحد أهم أنواع اللحام على الإطلاق، ويتم عن طريق الحرارة الناتجة عن تقوس كهربي بين القطب والجزء الملحوم. تصل درجة الحرارة في هذا النوع من اللحام إلى 4000 درجة مئوية وهى درجة حرارة كافية لصهر المعدن في نقطة اللحام أو صهر معدن إضافي من سلك ويلتحم عند تبريده مكوناً وصلة متينة.
مصادر التيار الكهربي
يمكن الحصول على التيار الكهربي اللازم لعملية اللحام بالطرق التالية:
* مولدات التيار الكهربائية ذات التيار المستمر منها ما له خصائص فولتية ثابتة والبعض الأخر له خصائص فولتية متغيرة. * عن طريق المركبات والتي تولد تيار مستمر. * عن طريق محولات كهربية تعطي تيار متردد، ويستخدم اللحام بالتيار المتردد بكثرة عن اللحام بالتيار المستمر وذلك نظرا لرخص المعدات اللازمة لعمليات اللحام بالتيار المتردد علاوة على صغر الطاقة اللازمة في عمليات اللحام.
طرق اللحام بالقوس الكهربي
اللحام اليدوي بالأقطاب المعدنية
و هي أحد الطرق المستخدمة بكثرة في عمليات اللحام وتجري في أغلب الأحوال بالتيار المتردد. تستعمل أقطاب معدنية من الصلب (سلك اللحام) كمونه (أى مادة ملء) والأسلاك المستخدمة يتراوح قطرها بين 1-12 مم ويصل طولها إلى 500 مم.
اللحام اليدوي بأقطاب من الكربون
يجري هذا النوع من اللحام بواسطة استخدام أقطاب كربونية أو جرافيتية، وهذه الأقطاب تصنع بأقطار 8-30 مم ويبلغ طولها من 200-300 مم. وعادة تتم عملية اللحام في هذا النوع باستخدام التيار المستمر.
لحام القوس الكهربي (التنجستين وستارة الغاز)
و يسمى بالإنجليزية: Gas Tungesten Arc Welding، يعتبر هذا النوع من اللحام من أوائل التطويرات التي حدثت للحام القوس الكهربي حيث يحاط بستارة أسطوانية من غاز خامل وكان يسمى سابقا لحام تيج (Teg Welding) والغازات الخاملة المستخدمة هي غازات الأرجون، الهيليوم أو خليط نوع أو أكثر منها وتستخدم ستارة الغاز هذه في عزل منطقة اللحام عن الهواء.
لحام القوس الكهربي المعدني وستارة الغاز
و يسمى بالإنجليزية: Gas Metal Arc Welding، تعتبر هذه الطريقة مماثلة للطريقة السابقة باستثاء أن القطب electrode (السلك المستخدم) يُستهلك أثناء عملية اللحام حيث يتم تغذيته أوتوماتيكيا إلى موقع اللحام. وتكون ستارة الغاز في هذه الحالة من غاز ثاني أكسيد الكربون أو خليط من ثاني أكسيد الكربون وغاز الأرجون.
لحام المقاومة الكهربية
ويسمى بالإنجليزية: (Resistance Welding)، هي إحدى طرق اللحام التي تستخدم فيها الحرارة والضغط وتتولد الحرارة نتيجة لمرور تيار كهربي له شدة عالية وفولت منخفض لفترة زمنية قصيرة محددة في الموضع المراد لحامه من الجزء. وتمم عملية اللحام في النقطة أو المكان الذي ارتفعت حراراته وذلك بالضغط بواسطة قطبية.
تعتبر هذه الطريقة في اللحام من اطرق السهلة في إتمامها وكذلك لها قدرة إنتاجية عالية لذا في تعتبر طريقة اقتصادية بالنسبة لسعر التكلفة لو قورنت بالطرق الأخرى بالرغم من ارتفاع سعر ماكينات اللحام بالمقاومة وتمتاز أيضا أن في هذه الطريقة إمكانية لحام المعادن الغير متشابهة.
تستخدم هذه الطريقة عادة في لحام الألواح الصغيرة السمك للمعادن المختلفة سواء كانت حديدية أو غير حديدية.
أنواع لحام المقاومة الكهربية
اللحام النقطي (لحام البقعة)
و يسمى بالإنجليزية(Spot Welding)، وهو أحد الطرق الشائعة في عمليات اللحام بالتلامس وينقسم لحام البقعة إلى مجموعتين:
* لحام البقعة المفردة من جهة واحدة أو من الجهتين. * لحام البقعة المتعددة، حيث يتم عمل بقعتان أو أكثر في نفس الوقت أثناء تدفق التيار.
اللحام الدرزي (اللحام الخطي)
و يسمى بالإنجليزية (Resistance Seam Welding)، يستعمل هذا النوع في لحام خزانات الزيت والبنزين والماء والمواسير وعدد من الأجزاء المصنوعة من الصلب والمعادن غير الحديدية ويتراوح سمك المعدن الذي يمكن لحامه بهذه الطريقة بين 25-30 مم.
و يسمى بالإنجليزية: (Forge Welding)، في هذا النوع من اللحام تسخين المعدنين حتى درجة حرارة معينة ثم طرقهما معا حتى يتم الحصول على لحام متين. تعتبر عملية اللحام بالتطريق أقدم عمليات اللحام التي عرفها الإنسان على مدى تاريخه الصناعي وتعتبر عمليات اللحام الحديثة تطويرا لهذه العملية.
هى إحدى الطرق القديمة المستخدمة في عمليات اللحام. حيث يتم خلط الألومينيوم المسحوق سحقا دقيقا بأكاسيد الفلزات وكبريتيداتها وكلوريداتها ثم يشعل الخليط فتتولد حرارة عالية تصل إلى حوالي 2700 درجة مئوية وهى كافية جدا لصهر المعدن لإتمام اللحام علاوة على إتمام هذه العملية في وقت قصير جدا.
تعتبر هذه الطريقة من الطرق الاقتصادية لعملية اللحام إذا ما قورنت بالأنواع الأخرى للحام.
اللحام بالقصدير والمونة
يستعمل هذا النوع من اللحام بواسطة سبائك على نطاق واسع في عمل توصيلات المواسير الكهربية ووصل المواسير المصنوعة من الرصاص والأنابيب النحاسية. وتتم عملية اللحام عن طريق إدخال سبيكة متغيرة بينهما. قد تكون من القصدير والرصاص أو سبيكة نحاسية تسمى المونة وفي هذا النوع من اللحام لا يعتبر المعدن الأصلي عند اللحام وذلك نظرا لأن درجة انصهار مادة سبيكة اللحام أقل من درجة انصهار المعدن الملحوم وتتوقف درجة متانة اللحام على مدى نظافة السطوح الملحومة لذا يجب أن تعالج قبل بداية اللحام.
