اللحام هو عملية تصنيع تستخدم لربط المواد، وعادة ما تكون معادن أو مواد بلاستيكية حرارية. أثناء اللحام، يتم إذابة الأجزاء المراد ربطها (قطع العمل) على سطح الوصل وعادة ما يتم إضافة مادة حشو لتشكيل بركة منصهرة من المواد المنصهرة (بركة اللحام) تتصلب في وصلة قوية.
من ناحية أخرى، في اللحام، لا يتم صهر قطعة العمل، ولكن يتم صهر مادة ذات نقطة انصهار أقل بين قطع العمل لربطها معًا.
أنواع اللحام
هناك العديد من أنواع عمليات اللحام المختلفة ويمكن تصنيفها بشكل عام على النحو التالي..
اللحام بالقوس الكهربائي: يتم استخدام مصدر طاقة اللحام لإنشاء قوس كهربائي والحفاظ عليه بين القطب الكهربائي والمادة الأساسية لصهر المعادن عند نقطة اللحام. في مثل هذه العمليات اللحامية، قد يكون مصدر الطاقة متناوبًا أو مستمرًا، وقد يكون القطب الكهربائي قابلًا للاستهلاك أو غير قابل للاستهلاك، وقد يتم استخدام مادة الحشو أو لا يتم استخدامها.
أكثر أنواع اللحام القوسي شيوعًا هي..
لحام القوس المعدني المحمي (SMAW): عملية يتم فيها استخدام قطب كهربائي مغطى بطبقة من الطلاء لوضع اللحام. ومع ذوبان القطب الكهربائي، يتفكك الطلاء (المصهور) ويطلق غازات واقية تحمي منطقة اللحام من الغازات الجوية وتوفر خبثًا منصهرًا يغطي المعدن الحشو أثناء انتقاله من القطب الكهربائي إلى حوض اللحام. بمجرد أن يصبح الخبث جزءًا من حوض اللحام، يطفو على السطح ويحمي اللحام من التلوث أثناء التصلب. بمجرد التصلب، يجب إزالة الخبث للكشف عن اللحام النهائي.
لحام قوس الغاز المعدني (GMAW): عملية يتم فيها إدخال قطب كهربائي سلكي مستمر وقابل للاستهلاك وغاز واقي (عادةً خليط من الأرجون وثاني أكسيد الكربون) من خلال مسدس اللحام.
لحام قوس التنغستن بالغاز (GTAW): عملية تستخدم قطب التنغستن وتُستخدم لإنشاء اللحام. يتم حماية منطقة اللحام من التلوث الجوي بواسطة غاز واقي، وعادةً ما يتم استخدام معدن حشو يتم تغذيته يدويًا.
اللحام بالغاز: في هذه الطريقة، يتم استخدام لهب مركّز عالي الحرارة ناتج عن احتراق الغاز لدمج قطع العمل (ومادة الحشو) معًا. وأكثر هذه الطرق شيوعًا هو اللحام بالأكسجين حيث يتم حرق الأسيتيلين في الأكسجين.
اللحام بالمقاومة: في اللحام بالمقاومة، يتم توليد الحرارة عن طريق تمرير تيار عالي (1000-100000 أمبير) عبر المقاومة الناتجة عن التلامس بين سطحين معدنيين أو أكثر، مما يؤدي إلى تكوين برك من المعدن المنصهر في منطقة اللحام. أكثر أنواع اللحام بالمقاومة شيوعًا هي اللحام النقطي (بأقطاب كهربائية على شكل بقع) واللحام التماسي (بأقطاب كهربائية على شكل عجلة).
لحام حزمة الطاقة: في هذه الطريقة، يتم استخدام شعاع مركّز عالي الطاقة (شعاع الليزر أو شعاع الإلكترون) لدمج قطع العمل معًا.
اللحام بالحالة الصلبة: على عكس طرق اللحام الأخرى، لا تتضمن عمليات اللحام بالحالة الصلبة ذوبان المواد المراد لحامها. تشمل الأنواع الشائعة من اللحام بالحالة الصلبة اللحام بالموجات فوق الصوتية، واللحام بالانفجار، واللحام بالنبضات الكهرومغناطيسية، واللحام بالأسطوانة، واللحام بالاحتكاك (بما في ذلك اللحام بالاحتكاك والتحريك)، وما إلى ذلك.
مصطلحات اللحام
هناك مفردات تقنية خاصة (أو لغة) تستخدم في اللحام. المصطلحات الأساسية في لغة اللحام هي..
مادة الحشو: عند لحام قطعتين معدنيتين معًا، غالبًا ما نحتاج إلى ترك مسافة بين المفصلين. تُعرف المادة المضافة لملء هذه المساحة أثناء عملية اللحام بمادة الحشو (أو معدن الحشو).
قضيب اللحام: يشير مصطلح قضيب اللحام إلى شكل من أشكال المعادن الحشوية التي لا توصل التيار الكهربائي أثناء عملية اللحام. الغرض الوحيد من قضيب اللحام هو توصيل المعدن الحشوي إلى المفصل. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من المعادن الحشوية في اللحام بالأكسجين والوقود.
القطب الكهربائي: في اللحام بالقوس الكهربائي، يشير مصطلح القطب الكهربائي إلى الجزء الذي يوصل التيار من حامل القطب الكهربائي إلى المعدن الذي يتم لحامه. يتم تصنيف الأقطاب الكهربائية إلى مجموعتين: قابلة للاستهلاك وغير قابلة للاستهلاك.
- لا تقوم الأقطاب الكهربائية القابلة للاستهلاك بنقل التيار فحسب، بل تقوم أيضًا بتزويد المعدن الحشوي لخط اللحام. ومن الأمثلة على ذلك القطب الكهربائي المستخدم في اللحام القوسي باستخدام معدن محمي.
- تُستخدم الأقطاب الكهربائية غير القابلة للاستهلاك فقط كموصلات للتيار الكهربائي، كما هو الحال في اللحام القوسي بالأسلاك الغازية. المعدن الحشوي للحام القوسي هو سلك لحام يتم تغذيته يدويًا.
المواد المضافة: قبل إجراء أي عملية لحام، يجب تنظيف المعدن الأساسي من الشوائب مثل الأكاسيد (الصدأ). يمكن أن يؤدي الفشل في إزالة هذه الأكاسيد من خلال استخدام المواد المضافة إلى لحام رديء. يشير مصطلح المواد المضافة إلى مادة تستخدم لإذابة الأكاسيد وإطلاق الغازات المحبوسة والخبث (الشوائب) من المعدن الأساسي بحيث يمكن دمج المعدن الحشو والمعدن الأساسي معًا. تأتي المواد المضافة في شكل عجينة أو مسحوق أو سائل. هناك أنواع مختلفة من المواد المضافة متوفرة، وعادةً ما يعتمد اختيار المواد المضافة المناسبة على نوع اللحام ونوع المعدن الأساسي.