لحام الغاز: الإعداد ، اشتعال اللهب والتطبيقات
بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: - 1. مقدمة لحام الغاز 2. الغازات المستخدمة في لحام الغاز 3. الإعداد 4. اشتعال الشعلة والتعديل 5. جودة اللحام 6. تصميم مشترك اللحام 7. التطبيقات 8. المتغيرات.
مقدمة لحام الغاز:
وعادة ما يشار إلى اللحام الذي يتم عن طريق تسخين قطع العمل مع النيران التي تم الحصول عليها من غازات الوقود الأكسجين باسم "اللحام بالغاز". تم إدخال هذه العملية صناعياً في عام 1903 ووجدت استخدامًا واسعًا لمدة نصف قرن تقريبًا. ومع ذلك ، مع تطوير أساليب أكثر تعقيدا الآن تستخدم أساسا للانضمام إلى مكونات رقيقة وإصلاح أعمال المعادن الحديدية وغير الحديدية. وبما أن العملية لا تتطلب طاقة كهربائية ، فإنه لا غنى عنها في مواقع المشاريع الجديدة على الأقل في المراحل الأولية.
تعتمد شدة الحرارة المتولدة في اللهب على خليط غاز الوقود الأكسجين والضغوط النسبية للغازات. على الرغم من استخدام الأكسجين عادة لتوفير وسيلة لاحتراق غاز الوقود ولكن في بعض الأحيان يتم استخدام الهواء المضغوط أيضًا ولكن مع تقليل الكفاءة الحرارية وبالتالي انخفاض سرعة اللحام ؛ جودة اللحام هي أيضا ضعف. لذلك ، فإن اختيار غاز الوقود مهم لتحقيق سرعة اللحام المطلوبة ونوعية اللحام.
الغازات المستخدمة في اللحام بالغاز:
إن غاز الوقود المستخدم بشكل عام هو الأسيتيلين ، ومع ذلك يمكن استخدام غازات أخرى غير الأسيتيلين على الرغم من انخفاض كثافة الحرارة كما هو واضح من درجة الحرارة التي تم تحقيقها مع مختلف غازات الوقود في الأكسجين والهواء كما هو موضح في الجدول 16.1.
في بعض الحالات النادرة ، يتم أيضًا استخدام غاز فحم الكوك وأبخرة الكيروسين وأبخرة البنزين كغازات وقود.
خصائص وانتاج وتخزين الغازات:
وتستخدم الغازات في الغالب في لحام غاز الأكسجين ، وهو الأكسجين والأسيتيلين.
1. الأوكسجين:
الأكسجين النقي هو غاز واضح عديم اللون والرائحة والطعم وأثقل قليلاً من الهواء. واحد متر مكعب من الأكسجين عند 20 درجة مئوية والضغط الجوي يزن 1-33 كجم. تحت الضغط العادي فإنه يتحول إلى درجة حرارة -182-9 ° م تشكل سائلًا مزرقًا واضحًا. يزن لتر واحد من الأكسجين السائل 1-14 كجم وينتج 860 لترًا من الأكسجين الغازي عند التبخر.
يتم إنتاج الأكسجين التجاري إما عن طريق التحليل الكهربائي للماء أو في كثير من الأحيان عن طريق تسييل الهواء الجوي. المبدأ الأساسي لعملية التسييل هو أن جميع الغازات تتبخر عند درجات حرارة مختلفة. وبالتالي ، في هذه العملية يتم غسل الهواء أولاً بالمرور عبر الصودا الكاوية ثم يتم خفض درجة الحرارة إلى حوالي -194 درجة مئوية والذي يسيء جميع مكونات الهواء.
عندما يسمح هذا الهواء السائل بالتحلل ببطء ، يتبخر النيتروجين والأرجون بسرعة أكبر تاركين وراءهم أكسجين نقي تقريباً ، ثم يتبخر ثم يُضغط في أسطوانة فولاذية عند ضغط حوالي 1500 نيوتن / سم 2 (15 ميجا باسكال) عند درجة حرارة الغرفة 20 ° C. ثم يكون الأكسجين جاهزًا ليتم نقله للاستخدام في لحام أو قطع الأكسجين الأسيتيلين.
إن الأكسجين المضغوط عند ملامسة الشحوم أو الزيت يؤكسدها بمعدل مرتفع للغاية ، لذا فإنها تشتعل بنفسها أو حتى تنفجر. هذا هو السبب في ضرورة حماية اسطوانات الأكسجين من ملامسة مواد التشحيم.
2. الأسيتيلين:
الأسيتيلين الصناعي الصف هو غاز عديم اللون يحتوي على رائحة لاذعة وقاسية بسبب وجود شوائب. وهو أخف من الهواء بعامل M ويذوب بسهولة في السوائل.
يصبح غاز الأسيتيلين تحت الضغط غير مستقر للغاية ويمثل خطر انفجار ؛ عند الضغط على ضغط من 15 إلى 20 بار * (0-15 - 0-20 MPa) يمكن أن ينفجر بواسطة شرارة كهربائية ، أو لهب مفتوح أو عند تسخينه إلى 200 درجة مئوية بمعدل مرتفع. يتحلل الأسيتيلين بطريقة متفجرة عند درجة حرارة أعلى من 530 درجة مئوية.
حتى يمكن أن ينفجر مزيج من كمية دقيقة من الأسيتيلين مع الأكسجين أو الهواء عند الضغط الجوي. هذا يتطلب عناية كبيرة في التعامل مع معدات لحام وقطع الأكسجين الأسيتيلين.
خليط أوكسي-أسيتيلين يصدر من طرف مشعل غاز ذاتي يشعل عند درجة حرارة 428 درجة مئوية.
ينتج غاز الأسيتيلين عن طريق تفاعل الماء وكربيد الكالسيوم. يتكون كربيد الكالسيوم عن طريق دمج فحم الكوك أو الأنتراسيت مع الحجر الجيري عند درجة حرارة عالية في فرن كهربائي عن طريق التفاعل التالي.
يتم تبريد وتكرير كربيد الكالسيوم الذي يتم إنتاجه إلى أحجام مقطوع مختلفة ويتفاعل مع الماء لإنتاج الأسيتيلين الذي ينقى من خلال تنقيةه بالماء لتحريره من آثار الكبريت والفوسفور.
في التفاعل أعلاه ، اعتمادا على حجم الكتلة والشوائب 1 كيلوغرام من CaC 2 سوف تولد 250 إلى 280 لتر من غاز الأسيتيلين.
يتم تصنيف كربيد الكالسيوم الأصغر من 2 مم في الحجم كغبار أو غرامات. يمكن استخدامها فقط في مولدات الأسيتيلين المصممة خصيصا. إذا تم استخدام غبار كربيد الكالسيوم في مولد عادي فقد ينتهي به الانفجار.
يمكن توفير الأسيتيلين للحام في أسطوانات أو يتم الحصول عليه من كربيد الكالسيوم والماء الجاهز للحام في النباتات الخاصة. تكون مادة الأسيتلين ذاتية الانفجار عند الضغط فوق 2 بار ، ولا يمكن ضغطها مباشرة في أسطوانات الغاز العادية. ولذلك ، فإن الأسطوانات لتخزين الأسيتيلين يتم إعدادها خصيصًا من خلال حزمها بمستحلب من الفحم ، والخفاف ، والتضاريس الأرضية أو بدلاً من ذلك مع سيليكات الكالسيوم. كل من هذه المواد التعبئة هي مسامية للغاية مع كونها 92٪ أخرى مسامية.
يتم إجراء هذه التعبئة المسامية لملء الفراغ داخل الأسطوانات تمامًا ولكن تقسمها إلى خلايا دقيقة. يتم استنفاذ الهواء من هذه الخلايا وتمتلئ الفراغات الموجودة في المادة المسامية بالأسيتون القادر على إذابة 23 ضعف حجم الأسيتيلين الخاص به لكل جو من الضغط المطبق ، وبالتالي يسمح بضغط الأسيتيلين بأمان حتى 17 بار. يعرف الأسيتلين المخزن بهذه الطريقة في الأسطوانات باسم DA (الأسيتيلين المذاب). يجب ألا يزيد ضغط الأسيتيلين المذاب في أسطوانة مملوءة بالكامل من 1 -9 ميجاباسكال عند 20 درجة مئوية.
عندما يتم سحب الأسيتيلين من الاسطوانة ، يمكن حمل بعض الأسيتون معها. لتقليل فقدان الأسيتون ، يجب ألا يتم سحب الأسيتيلين بمعدل أعلى من 1700 لتر / ساعة. يجب ترك الضغط الإيجابي من 0.05 إلى 0.1 ميجا باسكال في أسطوانة الأسيتيلين الفارغة للحصول على درجة حرارة 20 درجة مئوية ، بينما قد يكون الضغط عند درجة حرارة 35 درجة مئوية 0.3 ميجا باسكال.
عند الاستخدام ، يجب على أسطوانات الأسيتيلين دائمًا الوقوف بشكل مستقيم ، وإلا قد تتدفق كمية زائدة من الأسيتون معها وتحول شعلة الأوكتيلين إلى اللون الأرجواني وتنتج اللحامات ذات الجودة الرديئة.
على الرغم من أن الأسيتيلين المذاب ملائم لاستخدام بعض المستخدمين يفضلون إنتاج إمداداتهم الخاصة من كربيد الكالسيوم والماء في جهاز يسمى مولد Acetylene.
طريقتين تستخدم أساسا لتوليد الأسيتيلين هي:
(ط) كربيد إلى الماء ، و
(2) من الماء إلى الكربيد.
طريقة كربيد إلى الماء أكثر شعبية. إنه يسمح بتفريغ كتل صغيرة من الكربيد من وعاء إلى وعاء من الماء كما هو موضح في الشكل 16-1. يمكن تصنيف هذه المولدات كوحدات ضغط منخفض حيث لا تتجاوز مستندات الضغط 10 وحدات XPa ووحدات الضغط المتوسط بضغط من 10 - 70 كيلو باسكال ووحدات ضغط عالي بضغط غاز 70 - 150 KPa. ومع ذلك ، عادة ما يتم استخدام أنواع الضغط المنخفض أو الضغط المتوسط في الممارسة.
يتراوح معدل الإنتاج في المولدات المحمولة ذات الضغط المنخفض ما يزيد عن 850 ليتر / ساعة بينما ينتج المولد الثابت ذو الضغط المتوسط ما يصل إلى 169900 لتر / ساعة. يشار الأسيتيلين المنتجة في المولدات باسم الأسيتيلين المتولدة.
الإعداد لحام الغاز:
يتم عرض الإعداد القياسي مع الحد الأدنى من المعدات الأساسية اللازمة لحام غاز الأوكسي إيثيللين بشكل تخطيطي في الشكل 16.2. وهو يتألف من الأسيتيلين وأسطوانات الأكسجين ، ويتم تغريم كل منها بمنظم غاز لتقليل ضغط الأسطوانة إلى ضغط عملي ، وخراطيم لنقل الغاز إلى شعلة اللحام مع مجموعة من فوهات الحافة للحصول على مخاليط الغاز بالكمية المطلوبة والجودة للحصول على اللهب المطلوب للحام. تلعب كل من هذه الوحدات دورًا أساسيًا في التحكم والاستفادة من الحرارة اللازمة للحام.
اشتعال الشعلة والضبط لحام الغاز:
وبمجرد توصيل معدات اللحام بالغاز وفقًا للإعداد الموضح في الشكل 16.2 ، يتطلب إجراء اللحام اشتعال شعلة الأكسجين الأسيتيلين ، والتلاعب بالشعلة لتحريك الشعلة في الحركة المرغوبة ، وهي تقنية اللحام ، إضافة معدن حشو لحوض لحام واستخدام التدفقات للحصول على اللحام الجودة المطلوبة.
تتمثل الخطوة الأولى في إشعال اللهب في فتح صمام الأسيتيلين على شعلة اللحام وإشعال غاز الأسيتيلين ، وإصداره من الحافة ، عن طريق استخدام الشاعل. يمسك غاز الأسيتيلين بالنار والحروق مع احتراق غير كامل عن طريق سحب الأكسجين من الهواء.
الإجراء المعتاد لتعديل تدفق غاز الأسيتيلين هو فتح صمام الأسيتيلين على الشعلة حتى يفصل اللهب عن الطرف ثم يغلق قليلا حتى ينضام الشعلة فقط. مثل هذا اللهب هو لون برتقالي مع الكثير من الدخان الصادر منه بسبب فائض الكربون الحر المنطلق في الغلاف الجوي. ثم يتم فتح صمام الأكسجين على الشعلة للحصول على اللهب المرغوب ، أي كربنة ، أو محايد أو مؤكسد.
تقنية اللحام بالغاز:
هناك نوعان من التقنيات الأساسية ، لحام الغاز ، اعتمادا على اتجاه شعلة اللحام: امامية أو يسارية وخلفية أو إلى اليمين ؛ كل من هذه التقنيات مبينة في الشكل 16.16. في اللحام الأمامي ، يتم وضع الحشوات قبل اللهب أثناء اللحام الخلفي الذي يتبعه.
في اللحام الأمامي يتم توجيه اللهب قبل اللحام المكتمل الذي ينتج عنه تسخين أكثر اتساقا للحواف وخلط أفضل للمعدن في براز اللحام! هذا يؤدي إلى رؤية أفضل للشغل قبل تجمع اللحام. يتم نقل كل من اللهب وقضيب الحشو في اللحام الأمامي في أنماط النسيج التي يظهر بعضها في الشكل 16.17.
يضمن اللحام الأمامي ارتفاعًا أكثر اتساعًا في عرض حبة اللحام وعرضها ، وهي سرعة لحام أعلى وتكلفة أقل عند تطبيقها على سماكة العمل أقل من 5 مم.
يجب أن يكون معدل تدفق الأسيتيلين في اللحام الأمامي للصلب بين 100-120 م / ساعة لكل ملم من سمك العمل. تستخدم تقنية اللحام هذه أيضًا لمعادن نقطة انصهار منخفضة.
لحام المواد أكثر سمكا من 5 ملم لحام الخلفية أكثر شعبية. في اللحام الخلفي يتم توجيه اللهب إلى الوراء ضد اللحام المكتمل ولا يتطلب أي حركة نسج للهب على الرغم من أنه يمكن تحريك قضيب الحشو بنمط حلزوني ولكن مع تقصير أقصر من اللحام الأمامي.
اللحام الخلفي أسرع بالنسبة للمادة السميكة لأن المشغل يمكنه حمل المخروط الداخلي للهبارة بالقرب من سطح حوض اللحام مما يعطي المزيد من الحرارة للمعدن المصهور عن اللحام الأمامي. في اللحام الخلفي يعمل اللهب على تسخين المعدن الذي تم ترسيبه بالفعل والذي يعمل على معالجة كل من معدن اللحام والمنطقة المصابة بالحرارة. عادة ما يتم ضبط معدل تدفق الأسيتيلين للحام اليدوي للصلب على 120-150 ليتر / ساعة لكل ملم من سمك العمل.
موقف الشعلة والميل:
يتم وضع لهب الأكسجين الأسيتيلين بحيث يتم تحديد أوجه المفصل بمقدار 2.6 مم من المخروط الداخلي للهب الذي يقع ضمن ريشة الأسيتيلين المخفضة. يجب ألا يلمس المخروط الداخلي العمل أو قضبان الحشو ، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى التثخن في بركة اللحام ، وقد يكون هناك ارتدادات عكسية أو ارتجاع.
تتحكم زاوية الشعلة إلى العمل في معدل الإدخال الحراري في العمل ؛ هو عادة 60 إلى 70 درجة في اللحام الأمامي و 40 إلى 50 درجة في اللحام الخلفي. وعمومًا ، يتم الاحتفاظ بزاوية حشو المعدن بزاوية العمل عند 30 درجة إلى 40 درجة لكل من تقنيات اللحام الأمامي والخلفي. ومع ذلك يمكن أن يتغير وفقا لوضع اللحام وعدد دورات التشغيل أو التمرير.
من المناسب إبقاء طرف قضيب الحشو مغمورًا في بركة اللحام طوال الوقت أثناء اللحام لتجنب ملامسة الهواء بالجزء المختزل من اللهب.
قضبان الحشو:
يمكن استخدام كل من تقنيات اللحام الأمامي والخلفي للحام مع أو بدون قضبان مالئة. يُسمى اللحام الذي يتم بدون قضيب حشو بـ PUDDLING. في حالة التبلور في وضع مسطح ، يتم الحفاظ على زاوية الشعلة من العمل إلى 35 درجة - 45 درجة. حتى الاختراق في التوحل يمكن تحقيقه بملاحظة تبلد المعدن ، كما هو موضح في الشكل 16.18. يجب أن يكون التبلد كافياً ليكون ملحوظًا. يستخدم البودل لسمك المعدن أقل من 3 ملم.
عند اللحام بقضيب الحشو ، يجب أن يثبت عند 90 درجة تقريبًا إلى شفة اللحام بينما يتم الاحتفاظ بزاوية الحافة إلى العمل عند حوالي 45 درجة.
يمكن التحكم في الخصائص المعدنية لوصل الإيداع عن طريق الاختيار الأمثل لقضيب الحشو. تحتوي معظم قضبان اللحام لحام الغاز على deoxidisers للتحكم في محتوى الأكسجين من بركة اللحام ، ويستخدم عادة السيليكون لهذا الغرض على الرغم من أنه يمكن أيضا استخدام المنغنيز. يشكل الخبث الناتج عن تفاعل إزالة الأكسدة طبقة رقيقة على سطح معدن اللحام الذي يتحكم في سيولة واستقرار الحبة المنصهرة. السيولة المفرطة للخبث قد تعوق اللحام الموضعي.
تستخدم قضبان الحشو المستخدمة في لحام الفولاذ منخفض الكربون منخفض أو متوسط عادةً التكوين التالي:
C = 0-25 - 0-30٪ Fe = الباقي
Mn = 1-2-1-5٪
Si = 0-30-0-50٪
عادة ما يتم تحديد قضبان الحشو في ثلاث درجات ، RG 45 ، RG 60 و RG 65 ، مع الحد الأدنى من قوة الشد من 315،420 و 470 MPa على التوالي. عادة لا يتم تحديد أي قيود على التركيب الكيميائي.
تدفقاتها:
مطلوب تدفق اللحام لإزالة فيلم أكسيد والحفاظ على سطح نظيف. يذوب التدفق عند نقطة انصهار المعدن الأساسي ويوفر طبقة واقية ضد التفاعل مع غازات الغلاف الجوي. يخترق الجريان عادةً ما تحت طبقة الأكسيد ويفصل ويحلها في الغالب. يتم تسويق التدفقات على شكل مسحوق جاف أو معجون أو محاليل سميكة.
غالباً ما يتم تطبيق التدفقات في شكل مسحوق عن طريق غمس قضيب حشو ساخن فيه. يلتصق تدفق كافٍ بالعصا لتوفير عملية التدفق المناسبة حيث يتم ذوبان قضيب الحشو باللهب. عادة ما يتم رسم التدفقات التي تباع في شكل عجينة على قضيب الحشو أو العمل باستخدام فرشاة. القضبان المغطاة تجاريا مسبقا متاحة أيضا لبعض المعادن. وعادة ما يتم استخدام التدفقات من أجل اللحام بالغاز من الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر والنحاس والبرونز السليكوني.
إجراء اللحام:
بمجرد الحصول على اللهب المطلوب ، يتم تطبيقه على العمل في المكان المطلوب ، ويتم بدء اللحام باستخدام تقنية الامامية أو الخلفية اعتمادًا على سمك مادة العمل.
ترتبط عملية اختراق حبة اللحام وكذلك تعديل الشعلة (اختيار اللهب) والمناولة والحركات بخصائص البركة اللحام. وعادة ما يكون تغلغل الخرزة هو ثلث عرض اللحام للمعادن الرفيعة في حين يساوي عرض المعادن السميكة ، خاصة مع اللحام الخلفي.
إذا كان لبركة اللحام مظهر لامع ناعم مع نقطة تطفو حول محيطها الخارجي ، يتم ضبط الشعلة بشكل جيد من أجل اللهب المحايد. ترتبط هذه النقطة المحايدة المبينة في الشكل 16.19 بوجود أكاسيد في اللحام وتطفو بشكل مستمر على طول الحواف الخارجية لبركة اللحام.
إذا زادت النقطة في الأحجام ، فهذا مؤشر على زيادة الكربون. عندما يحدث هذا ، يصبح تجمع اللحام ساخنا وقذرا مع مظهر ممل يدل على أن اللهب من نوع الكربنة. إذا كانت الحبة تبدو زبالة فهذا مؤشر على وجود أكسجين زائد ، أي أن اللهب من النوع المؤكسد.
يعتبر تلاعب الشعلة أصعب من التعامل مع بركة اللحام أثناء بدء أو إيقاف اللحام. لإعادة تشغيل عملية اللحام بعد الانقطاع ، يلزم إعادة تسخين المعدن الأساسي حوالي 15 ملم أمام حبة اللحام على طول محور اللحام.
وبمجرد أن يصبح المعدن لامعًا بالتسخين ويمكن رؤية النقطة المحايدة ، يتم تحريك الشعلة ببطء إلى موضع إعادة تشغيل اللحام. وبمجرد الوصول إلى النقطة المطلوبة ، يتم عكس اتجاه مشاعل التروس ، ثم يبدأ اللحام بسرعة أعلى لتفسير الحرارة الزائدة التي تم وضعها بالفعل في هذا الجزء من العمل. إذا تم الحفاظ على السرعة العادية ، فسوف ينتج عنها حبة أوسع.
عادة ما يتم تحريك الشعلة وقضيب الحشو في أنماط محددة معينة ، بعضها موضح في الشكل 16.17. النقطة الأساسية التي يجب تذكرها في كل هذه الحركات هي أن طرف اللهب يجب ألا يترك بركة المعدن المنصهر. ﯾﺟب ﺗﺳﺧﯾن اﻟﻣﻌﺎدن اﻷﺳﺎﺳﯾﺔ وإﻧﺷﺎء اﻟﺑﯾﺟﺔ اﻟﺣﺎﻣل ﻗﺑل ﺑدء اﻟﺗﺣرﮐﺎت.
يبدو أن الحركة المستقيمة أو حبة السترينجر هي الأسهل ، ولكنها ليست سهلة للغاية ، كما أن من الصعب الحفاظ على عجينة اللحام أو حبة اللحام ذات العرض المتساوي معها. وبالتالي ، فإن هذه الحركة لا تعتمد إلا من قبل عمال اللحام ذوي الخبرة أو لعملية اللحام الأوتوماتيكية.
يمكن استخدام لحام الأكسجين (الأكسجين) للألواح السفلية أو الأفقية أو الرأسية أو اللحامية ، إلا أن أول اثنين من هذه المواضع هي الأكثر استخدامًا. يتم إجراء اللحامات الأفقية والنهائية عادةً عن طريق تقنية اللحام الخلفية بينما تتم اللحامات العمودية والمائلة صعودًا باستخدام التقنية الأمامية.
في اللحام الخلفي يجب أن يكون لقضيب الحشو قطر يساوي نصف سماكة العمل ، بحد أقصى 6 مم ؛ أما بالنسبة للحام الامامي ، فيجب أن يكون قطر قضيب الحشو 1 مم أكثر من اللحام الخلفي.
يقدم الجدول رقم 16.2 المبادئ التوجيهية الخاصة بأنواع مواد اللحام ، واللهب ، والتمديد الموصى به في لحام المعادن والسبائك المختلفة:
لحام الجودة لحام الغاز:
بالمقارنة مع اللحام القوسي ، يتم تسخين المواد وتبريدها بمعدلات أقل في اللحام بالغاز ، مما يؤدي عادة إلى نمو الحبوب.
في اللحام مع اللهب الكربوني ، يكون حوض اللحام على اتصال بأول أكسيد الكربون والهيدروجين والكربون مما قد يؤدي إلى تكوين كربيد الحديد بالتفاعل التالي:
3Fe + C → Fe 3 C ……………. (16.3)
3 Fe + 2CO → Fe 3 C + CO 2 ………… (16.4)
وبالتالي قد تحصل على معدن carburised.
في حالة اللهب المحايد ، يكون حوض اللحام ومعدن الملء ملامسان CO و H 2 في ريشة الأسيتيلين. وبما أن ثاني أكسيد الكربون ضئيل جداً ، لا يكاد يكون هناك أي تأثير لمثل هذا التفاعل إذا حدث على الإطلاق. إذا كان اللهب الطبيعي يستخدم لحام فولاذي منخفض الكربون CO و H 2 لا يكون لهما تأثير كبير على الخواص الميكانيكية للحامض بشرط أن يبرد ببطء. ومع ذلك ، يمكن أن يشكل تشكيل H 2 في لهب محايدة خطرًا ملموسًا في لحام النحاس والألمنيوم وبعض أنواع السبائك الفولاذية العالية حيث يتسبب في التقصف بالهيدروجين ، مما يؤدي إلى التكسير والمسامية.
إذا تم استخدام شعلة مؤكسدة فإنه قد يؤدي إلى أكسدة قوية من Fe ، Si ، Mn ، C وعناصر أخرى في الفولاذ. قد تتغلغل الأكاسيد مثل MnO و SiO 2 في معدن اللحام عند التبريد. إذا كان deoxidisers مثل Si و Mn غير كاف ، فقد يؤدي ذلك إلى أكسدة الحديد مع إعاقة لاحقة للخصائص الميكانيكية للحام. في مثل هذه الحالة ، يتم تقليل ليونة ومتانة لحام المعادن بشكل خاص ، وقد تقلل هذه اللحامات من عمر التعب. قد يؤدي أيضًا شعلة مؤكسدة إلى ترشيش مفرط.
في اللحام بالأكسجين- الأسيتيلين ، تمتد المنطقة المصابة بالحرارة عادة من 8 إلى 25 ملم على جانبي محور اللحام.
تصميم اللحام المشترك لحام الغاز:
يعتمد إعداد حافة المشترك على ما إذا كان لحام الأسيتيلين بالأكسجين يتم مع أو بدون معدن الحشو. ﻋﻨﺪ اﺳﺘﺨﺪام ﺳﻠﻚ اﻟﺘﻐﺬﻳﺔ ، ﻳﻘﺘﺮب ﻗﻄﺮهﺎ ﻋﻤﻮﻣﺎً ﻧﺼﻒ ﺳﻤﻚ اﻟﻌﻤﻞ ﺑﺤﺪ أﻗﺼﻰ ﻳﺒﻠﻎ 6 ﻣﻠﻢ. بالنسبة للحام بدون معدن حشو ، فإن كمية التراكب من المعدن الأساسي تساوي سماكة العمل ، كما هو موضح في الشكل 16.20.
تصميمات مشتركة تستخدم عادة في لحام الأكسجين والأسيتيلين بدون معدن حشو وتشمل الزاوية ، شفة ، شفة مزدوجة ونوع اللفة كما هو موضح في الشكل 16.21. اللحامات النهائية من هذه الأنواع قابلة للمقارنة مع تلك المنتجة بمعدن حشو لها نفس الاختراق.
يعد لحام الأكسجين والأسيتيلين بمعدن الحشو أكثر استخدامًا من البودنغ. الحد الأقصى للاختراق في هذه العملية ، ومع ذلك ، يقتصر على حوالي 6 ملم. لذلك ، يجب ملامسة المواد التي يزيد سمكها عن 12 ملم مع إعداد الحواف مما يساعد على تحقيق الاختراق الكامل لتحقيق قوة كاملة. عادة ما يتم استخدام إعداد الشطب والحافة Vee-edge ، الشكل 16.22 بزاوية الأخدود من 60 درجة إلى 90 درجة ، على الرغم من أن زوايا الأخدود من 65 إلى 70 درجة أكثر شيوعًا. عادة ما يتم حفظ فتح الجذور في هذه اللحامات من 1.5 إلى 4 ملم بينما يكون وجه الجذر ، عند استخدامه ، بين 1.5 إلى 3 ملم.
بالنسبة لمواد اللحام التي يزيد سمكها عن 12 مم ، يتم تفضيل Vee أو إعداد تشويه مزدوج ، كما هو موضح في الشكل 16.23 ، لتجنب التشويه الزاوي غير المبرر.
بالنسبة لأنابيب اللحام في الوضع الأفقي ، فإنه من الشائع أن يتم لصقها بمسافات متساوية عند 3 إلى 6 نقاط حسب قطر الماسورة. بعد ذلك يتم اللحام الفعلي في قوالب بغض النظر عن حقيقة ما إذا كان الأنبوب ثابتًا أو قابل للتدوير.
يتم لحام اللحام القابل للدوران عن طريق الحفاظ على الكتل في أعلى موضع يتم وضعه بشكل متناظر بالنسبة للقطر الرأسي. في الأنابيب الثابتة ، يجب إنجاز المفصل في أوضاع مائلة ، مائلة ، وأمامية ، باستخدام تقنية الخطوة الخلفية للتحكم في التشوه.
تطبيقات لحام الغاز:
لا غنى عن لحام غاز الأكسجين في إصلاح المسبوكات الحديدية وغير الحديدية ، الصيانة والإصلاح ، لحام الأنابيب ذات القطر الصغير (حتى 50 مم) وللتصنيع الخفيف.
بسبب دورة التسخين والتبريد الأقل قسوة بالمقارنة مع اللحام القوسي ، يستخدم لحام الغاز على نطاق واسع لحام المعادن المتصلبة مثل الفولاذ الكربوني وبعض سبائك الفولاذ.
اللحام بالغاز للمعادن السميكة بطيء بالمقارنة مع اللحام القوسي ، ومع ذلك يتم التحكم بشكل أفضل في تغلغل الجذر بواسطة لحام الغاز ؛ هذا هو السبب في أن هذه العملية غالبا ما تستخدم في تشغيل الجذر في وصلات الأنابيب التي تتبعها حشو يمر من خلال لحام القوس.
يستخدم شكل دقيق من لحام الأكسجين والأسيتيلين شعلة صغيرة مع جوهرة ياقوت محفورة مزودة في فوهة لتوفير طائرة نفاثة من الغازات المختلطة. هذه المشاعل مفيدة جدا للعمل الدقيق مثل في تجارة المجوهرات.
أشكال لحام الغاز:
هناك نوعان رئيسيان من لحام الأكسجين:
(1) لحام الضغط الساخن ،
(ثانيا) لحام المياه.
(ط) لحام الضغط الساخن :
في لحام الضغط الساخن يتم تسخين السطح بأكمله لكل قطعة يتم لحامها قبل استخدام الضغط الكافي للتأثير على اللحام في وقت واحد على السطح بأكمله. هناك نوعان من sub-variants من العملية تسمى "Close Joint" و "Open Joint".
ا. طريقة إغلاق الوصلة:
يتم تشكيل الوجوه الملولبة أو المطحونة لتشكيل أسطح نظيفة وناعمة يتم ملامستها تحت الضغط. يتم تسخين المعدن الموجود في الواجهة أو بالقرب منها بمساعدة مشاعل أوكسي- أسيتيلين متعددة المداخن التي تعمل بالماء من أجل تحقيق التسخين المنتظم في كل مكان.
لسهولة إزالة العمل ، يتم عادة ملحومة المقاطع المستديرة الصلبة أو المجوفة مثل الأعمدة أو الأنابيب مع مشاعل حلقة دائرية من النوع المنفصل الموضح في الشكل 16.24. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة ، والتي عادة ما تكون حوالي 1200 درجة مئوية للفولاذ منخفض الكربون ، يتم تطبيق الضغط المحوري الكافي للتأثير على اللحام.
بالنسبة للأنبوب الفولاذي بقطر 125 مم ، يبلغ سمك الجدار حوالي 6 مم ، ويحتاج إلى الإمساك بنهاية متاخمة تحت ضغط 10.5 ميجا باسكال ، والتي يتم رفعها إلى حوالي 28 ميجا باسكال بعد تسخين أطراف الأنابيب إلى درجة حرارة اللحام. تختلف دورات الضغط باختلاف المعادن كما هو موضح بالجدول 16.3.
ويوضح الجدول 16-4 نوع وأبعاد الوصلة ومدى الانزعاج المحقق في اللحام بالضغط الساخن من سماك مختلف من المعدن.
ب. طريقة فتح المشترك:
تتشابه آلات اللحام بالضغط الساخن بمفاصل مفتوحة مع آلات اللحام بعقب الفلاش من حيث أنها مزودة بمحاذاة أكثر دقة وبنية متينة لتحمل قوى الاضطراب المطبقة بسرعة.
بشكل عام ، يكون رأس التسخين عبارة عن ناسخ مسطح متعدد الأنواع ، كما هو موضح في الشكل 16.25. إن المحاذاة الجيدة لرأس التسخين مع تكوين المفاصل مهم لتقليل الأكسدة للحصول على تدفئة موحدة وإزعاج لاحق. يمكن إجراء محاذاة قطع الشغل بمساعدة فاصل فاصل قابل للإزالة. تكون أسطح القطع المقننة مرضية للحام حيث يتم ذوبان أطرافها تمامًا قبل أن يتأثر اللحام.
الإجراء العام للحام ساخن مشترك ذو ضغط ساخن هو محاذاة الأجزاء ووضع الرأس الشافي بينهما لتسخين منتظم لأسطح النهاية. بعد أن يتم تسخين الأطراف إلى درجة الحرارة المطلوبة ، كما هو موضح في الأفلام المنصهرة التي تغطي الوجهين ، يتم سحب الشعلة ويتم تجميع الأجزاء بسرعة تحت ضغط ثابت من 28 إلى 35 ميجا باسكال في الواجهة لتحقيق اللحام ، كما هو موضح في الشكل 16.26. يتم الحفاظ على هذا الضغط حتى يتوقف الاختناق. وتعتمد الانزعاج الكلي على كل من الضغط المطبق ودرجة حرارة المعدن الساخن. لا يتم الإعداد المسبق للضيق.
التطبيقات:
يمكن استخدام لحام الغاز بالحرارة الساخنة لحام الكربون منخفض و عالي و سبائك الفولاذ ، العديد من المعادن غير الحديدية والسبائك بما في ذلك سبائك النيكل والنحاس والنيكل والكروم والنحاس والسيليكون. ويمكن أيضا أن تستخدم لحام المعادن غير المتشابهة.
التطبيقات الخاصة لحامض الضغط الساخن تشمل لحام القضبان ، قضبان الصلب الإنشائية ، الأنابيب ، الأنابيب والجولات الصلبة. ومع ذلك ، يتم استبدال هذه العملية بسرعة بواسطة لحام اللحام بعقب اللحام وعمليات الاحتكاك.
(ثانيا) لحام المياه:
اللحام بالماء هو عبارة عن عملية لحام بالأكسجين الهيدروجين صغيرة تستخدم في العمل الدقيق وفي تجارة المجوهرات.
يتم توليد الهيدروجين والأكسجين لهذه العملية عن طريق التحليل الكهربي للمياه ويتم تغذية الغازات المختلطة إلى شعلة مصغرة يكون طرفها إبرة تحت الجلد. يحرق الهيدروجين في الأكسجين وفقا للتفاعل التالي.
2H 2 + O 2 → 2H 2 O + 116000 Cals ........... (16.7)
واللهب الذي يتم إنتاجه هو أكسدة ، ومع ذلك يمكن تقليله عن طريق تمرير منتجات التحليل الكهربائي على الكحول مما يثري الشعلة وبالتالي تقليل درجة حرارته. يمكن التحكم في قوة اللهب من خلال تغيير التيار المستخدم للتحليل الكهربي.
تتكون المعدات الخاصة بهذه العملية من وحدة مدمجة يتم تشغيلها بواسطة مصدر التيار الكهربائي الرئيسي. ولأن المياه تستخدم كمصدر للوقود ، فإن العملية معروفة شعبياً بعبارة مضللة بعنوان "لحام المياه". يُظهر الشكل 16.27 صورة فوتوغرافية لإعداد أحد هذه الوحدات.
