هل واجهتَ أي عيوب في اللحام، مثل تناثر كميات كبيرة من الغاز أثناء اللحام، أو عدم انتظام شكل اللحام، أو وجود مسامات كثيرة بعد اللحام؟ إذا كنتَ لا تزال تفكر فيما إذا كان السبب هو إعدادات عملية اللحام بالليزر، فهل تعلم أن الاستخدام الصحيح لغاز الحماية أثناء اللحام يُعدّ عاملاً مهماً يؤثر على شكل اللحام وأدائه؟ إن اختيار غاز الحماية الأمثل يُحسّن جودة اللحام وكفاءته.
نظراً لأهمية غاز الحماية المستخدم في اللحام، فما هو دوره؟ وكيف نختار نوعه؟ وكيف يتم ضخه أثناء اللحام؟ ستقدم لكم شركة هانغاو تك (سيكو ماشينري) شرحاً مفصلاً في هذا الموضوع.
دور الغاز الواقي
في لحام الليزر، يؤثر غاز الحماية على تكوين اللحام وجودته وعمق اختراقه وعرضه. في معظم الحالات، يكون لضخ غاز الحماية تأثير إيجابي على اللحام، ولكنه قد يتسبب أيضًا في تلفه أو حدوث آثار سلبية.
الآثار الإيجابية
1) إن النفخ الصحيح لغاز الحماية سيحمي حوض اللحام بشكل فعال لتقليل الأكسدة أو حتى تجنبها؛
2) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تقليل التناثر الناتج أثناء عملية اللحام بشكل فعال؛
3) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تعزيز الانتشار المنتظم لحوض اللحام أثناء التصلب، بحيث يتشكل اللحام بشكل موحد وجميل؛
4) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تقليل تأثير الحماية لعمود بخار المعدن أو سحابة البلازما على الليزر بشكل فعال، وزيادة معدل الاستخدام الفعال لليزر؛
5) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تقليل مسامية خط اللحام بشكل فعال.
طالما تم اختيار نوع الغاز ومعدل تدفق الغاز وطريقة النفخ بشكل صحيح، يمكن الحصول على التأثير المطلوب.
ومع ذلك، فإن الاستخدام غير الصحيح لغاز الحماية سيكون له أيضًا تأثير سلبي على اللحام.
1) قد يؤدي النفخ غير الصحيح لغاز الحماية إلى تدهور اللحام:
① قد يؤدي اختيار نوع الغاز الخاطئ إلى حدوث تشققات في اللحام، وقد يؤدي أيضًا إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية للحام؛
② قد يؤدي اختيار معدل تدفق نفخ الغاز الخاطئ إلى أكسدة أكثر خطورة للحام (سواء كان التدفق كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا)، وقد يتسبب أيضًا في تداخل قوى خارجية بشكل خطير مع معدن حوض اللحام ويؤدي إلى انهيار اللحام أو تشكيله بشكل غير متساوٍ؛
③ إن اختيار طريقة نفخ الغاز الخاطئة سيؤدي إلى فشل اللحام في تحقيق تأثير الحماية أو حتى عدم وجود تأثير حماية على الإطلاق أو أن يكون له تأثير سلبي على تكوين اللحام؛
2) إن نفخ غاز الحماية سيكون له تأثير معين على اختراق اللحام، وخاصة عند لحام الصفائح الرقيقة، حيث سيؤدي ذلك إلى تقليل اختراق اللحام.
أنواع الغازات الواقية
تشمل غازات الحماية الشائعة الاستخدام في اللحام بالليزر بشكل أساسي N2 و أر و هو، وتختلف خصائصها الفيزيائية والكيميائية، وبالتالي تختلف تأثيراتها على اللحام أيضًا.
النيتروجين N2
يُعدّ النيتروجين الأرخص سعرًا، لكنه غير مناسب للحام بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ. طاقة تأين النيتروجين متوسطة، فهي أعلى من طاقة تأين الأرجون وأقل من طاقة تأين الهيليوم. تحت تأثير الليزر، تكون درجة التأين متوسطة، مما يقلل من تكوّن سحابة البلازما ويزيد من كفاءة استخدام الليزر. يتفاعل النيتروجين كيميائيًا مع سبائك الألومنيوم والفولاذ الكربوني عند درجة حرارة معينة مُنتجًا نتريدات، مما يزيد من هشاشة اللحام ويقلل من صلابته، ويؤثر سلبًا على الخواص الميكانيكية لوصلة اللحام. لذلك، لا يُنصح باستخدام النيتروجين. مع ذلك، فإن لحام سبائك الألومنيوم والفولاذ الكربوني يكون محميًا.
يمكن أن يؤدي النتريد الناتج عن التفاعل الكيميائي بين النيتروجين والفولاذ المقاوم للصدأ إلى زيادة قوة وصلة اللحام، مما يُحسّن الخواص الميكانيكية للحام. لذلك، يُمكن استخدام النيتروجين كغاز واقٍ عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ.
الأرجون أر
سعره أرخص، وكثافته أعلى، وتأثير الحماية أفضل. سطح اللحام أكثر نعومة من غاز الهيليوم، ولكنه عرضة لتأين بلازما المعادن عند درجات الحرارة العالية. طاقة تأين الأرجون منخفضة نسبيًا، ودرجة تأينه عالية تحت تأثير الليزر، مما لا يُساعد على التحكم في تكوين سحابة البلازما، ويؤثر سلبًا على الاستخدام الفعال لليزر. مع ذلك، نشاط الأرجون منخفض جدًا، ويصعب تفاعله كيميائيًا مع المعادن الشائعة. تكلفة الأرجون ليست مرتفعة. إضافةً إلى ذلك، كثافته أعلى، مما يُساعده على الترسيب في أعلى حوض اللحام، وبالتالي حمايته بشكل أفضل، لذا يُمكن استخدامه كغاز واقٍ تقليدي.
الهيليوم هو
سعره مرتفع، لكن فعاليته هي الأفضل، إذ يسمح لليزر بالمرور مباشرةً والوصول إلى سطح قطعة العمل دون عوائق. يتميز الهيليوم بأعلى طاقة تأين، بينما تكون درجة تأينه منخفضة جدًا تحت تأثير الليزر، مما يُتيح التحكم الدقيق في تكوين سحابة البلازما. يعمل الليزر بكفاءة عالية على المعادن، ونشاط الهيليوم منخفض جدًا، ولا يتفاعل كيميائيًا معها في الغالب. يُعدّ غازًا واقيًا ممتازًا للحام اللحامات، لكن تكلفته باهظة. عمومًا، لا يُستخدم هذا الغاز في منتجات الإنتاج الضخم، وإنما في الأبحاث العلمية أو المنتجات ذات القيمة المضافة العالية جدًا.
تتمتع شركة هانغاو تك (سيكو ماشينري) بخبرة تزيد عن 20 عامًا في مجال تصنيع آلات إنتاج الأنابيب الصناعية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. يقوم فريق البحث والتطوير المتمرس وفنيو التجميع بإجراء اختبارات شاملة وتكرارية على كل خط إنتاج قبل الشحن، وذلك لضمان أعلى كفاءة ممكنة وتقليل صعوبة التركيب والتشغيل لاحقًا للعملاء.
