أسباب عيوب لحام الأنابيب الفولاذية والتحكم الفعال فيها

أولاً، عدم انصهار عيوب لحام الأنابيب الفولاذية
أثناء اللحام، يندفع المعدن المنصهر إلى نهاية القوس الكهربائي مُشكِّلاً أخدودًا. وعندما يتقدم القوس، يمتلئ الأخدود بالمعدن المنصهر. إذا تصلّبت طبقة المعدن السائل على جدار الأخدود، فلن تتمكن حرارة المعدن المنصهر من إعادة صهر المعدن، مما يؤدي إلى عدم انصهاره. غالبًا ما يحدث عدم الانصهار على الجدار الجانبي لأخدود اللحام، أو بين طبقات اللحام المتعددة، أو عند جذر اللحام. لا يمكن رؤية هذا النوع من عدم الانصهار على سطح اللحام، ويجب الكشف عنه باستخدام الموجات فوق الصوتية أو الأشعة السينية.
في اللحام المسطح، غالبًا ما يحدث عدم الانصهار على طول سطح الأخدود للمادة الأساسية أو بين طبقات اللحام متعدد الطبقات. أما في اللحام الأفقي، فيحدث عدم الانصهار غالبًا على طول سطحي الأخدود العلوي والسفلي للمادة الأساسية وبين طبقات اللحام. كما يسهل حدوث عدم الانصهار عند حافة كل طبقة من طبقات اللحام على طول سطح الأخدود العلوي. عادةً ما يكون اللحام الرأسي لحامًا كهربائيًا رأسيًا بغاز ثاني أكسيد الكربون، وهو لحام آلي. أثناء اللحام الآلي، ونظرًا لسمك المادة الأساسية الكبير وعدم تأرجح سلك اللحام أو عدم كفايته، تكون درجة حرارة بعض الأجزاء على طول سطح الأخدود البعيدة عن سلك اللحام منخفضة جدًا، مما يؤدي إلى عدم الانصهار. غالبًا ما تحدث هذه الظاهرة على جانبي سطح الأخدود للمادة الأساسية.
يُعدّ انخفاض مساحة التحميل الناتج عن عدم الانصهار واضحًا للغاية، كما أن تركيز الإجهاد فيه خطير نسبيًا. ولا يُضاهي ضرره سوى ضرر الشقوق.

ثانيًا، سبب عيوب لحام أنابيب الصلب غير المنصهرة
يعود سبب عدم انصهار اللحام إلى انخفاض درجة حرارة اللحام، وانحراف القوس الكهربائي، وسوء التشغيل، وتراكم الصدأ والأوساخ على الجدار الجانبي للشق، وعدم تنظيف الخبث بشكل كامل بين طبقات اللحام. إضافةً إلى ذلك، إذا كان تيار اللحام مرتفعًا جدًا وسرعة اللحام منخفضة جدًا، فإن الحديد المنصهر بعد انصهار سلك اللحام سيتدفق إلى مكان بعيد عن حوض اللحام. سيتلامس الحديد المنصهر مع المادة الأساسية المحيطة ويغطي سطح اللحام ذي درجة الحرارة المنخفضة، مما يُسبب عدم انصهار اللحام. في حالة أخرى، عندما يكون الشق واسعًا، لا يكون مدى حركة سلك اللحام كافيًا، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة على جانبي اللحام. يبرد الحديد المنصهر بسرعة بعد سلك اللحام ويغطي الشق، مما يُسبب عدم انصهار اللحام.

ثالثًا، طريقة التحكم في تسرب عيوب لحام الأنابيب الفولاذية
إن الإجراء الرئيسي لمنع الارتباك هو إتقان تقنية عملية اللحام والاهتمام بزاوية السلك ووقت بقاء الحافة بحيث تنصهر حافة الأخدود بالكامل لضمان الاندماج.
(1) استخدام معايير عملية اللحام الصحيحة: يجب أن يكون تيار اللحام مناسبًا. إذا كان التيار مرتفعًا جدًا، سينصهر سلك اللحام بسرعة كبيرة، وسيتدفق الحديد المنصهر إلى مقدمة السلك ويغطي سطح اللحام. نظرًا لانخفاض درجة حرارة سطح اللحام، سيتصلب الحديد المنصهر الذي يغطيه قبل أن يندمج مع المعدن الأساسي، مما يؤدي إلى لحامات غير ملتحمة. على العكس من ذلك، إذا كانت بركة المعدن المنصهر صغيرة جدًا وكانت درجة الحرارة المحيطة بها منخفضة جدًا، فستحدث لحامات غير ملتحمة أيضًا على حافة البركة. ثانيًا، التحكم في سرعة اللحام. يجب أن تكون سرعة اللحام سريعة وليست بطيئة. يجب تحديد سرعة اللحام المناسبة بناءً على قطر السلك، وشدة التيار، وشكل الأخدود، وموضع اللحام.
(2) اختيار زاوية اللحام المناسبة: عند اللحام الأفقي، يجب أن يكون مسدس اللحام عموديًا على منطقة اللحام أفقيًا، مع ميل أمامي بزاوية 20 درجة تقريبًا بالنسبة لاتجاه اللحام. أما في حالة اللحام الرأسي اليدوي، فيجب أن يكون مسدس اللحام عموديًا على منطقة اللحام أفقيًا، مع ميل يتراوح بين 0 و10 درجات بالنسبة لاتجاه اللحام. أثناء اللحام الأفقي، لا ينتج عن لحام ثاني أكسيد الكربون خبث، كما أنه لا يرفع حوض المعدن المنصهر، مما يسهل تدفق الحديد المنصهر إلى الأسفل ويؤدي إلى عدم اكتمال الانصهار. لذلك، يجب أن تكون زاوية مسدس اللحام عمودية على اتجاه اللحام، ويجب ألا تكون الزاوية مع المعدن الأساسي صغيرة جدًا، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى عدم اكتمال الانصهار على سطح الأخدود العلوي.
(3) ضمان سعة تأرجح سلك اللحام: أثناء اللحام، يجب ضمان سعة تأرجح معينة لسلك اللحام وفقًا لسمك المادة الأساسية وشكل الأخدود. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في اللحام المسطح واللحام الرأسي، حيث تكون سعة تأرجح سلك اللحام بالغة الأهمية عندما يكون سمك المادة الأساسية كبيرًا.
(4) حدد عدد طبقات اللحام بناءً على سُمك المادة الأصلية، وحاول لحام طبقات متعددة على عدة مراحل: يجب التحكم بدقة في سُمك كل طبقة. يرتبط هذا أيضًا بسرعة اللحام. فكلما زادت سرعة اللحام، قلّ سُمك طبقة اللحام، مما يمنع عدم اكتمال الاندماج؛ وكلما انخفضت سرعة اللحام، زاد سُمك طبقة اللحام، مما يزيد من احتمالية عدم اكتمال الاندماج.
(5) تعزيز تنظيف الأخدود والطبقة البينية

رابعاً، عيوب عدم اكتمال اختراق لحام الأنابيب الفولاذية
الاختراق غير الكامل هو ظاهرة عدم اكتمال اختراق جذر الوصلة الملحومة. قد تحدث عيوب الاختراق غير الكامل في كل من اللحام أحادي الجانب واللحام ثنائي الجانب. أثناء اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون مع انتقال دائرة قصر لسلك رفيع، يسهل حدوث ظاهرة الاختراق غير الكامل أيضًا بسبب انخفاض مدخلات الحرارة لقطعة العمل.

خامساً، أسباب عدم اكتمال اختراق عيوب لحام الأنابيب الفولاذية
تتمثل الأسباب الرئيسية لعدم اكتمال عملية اللحام في انخفاض تيار اللحام، أو سرعة اللحام العالية جدًا، أو عدم ملاءمة حجم الأخدود، أو عدم محاذاة سلك اللحام مع مركز اللحام. وتشمل هذه الأسباب على وجه التحديد الجوانب التالية:
(1) تيار اللحام صغير جدًا، وسرعة اللحام سريعة جدًا، ومدخلات الحرارة صغيرة، مما يؤدي إلى انخفاض في حرارة المقاومة المتولدة، مما يجعل قوة اختراق القوس غير كافية ولا يمكن صهر حافة اللحام بالكامل.
(2) قوس اللحام طويل جدًا، والقطرات المنصهرة من معدن القطب لا تنتقل فقط إلى حوض الانصهار ولكن أيضًا تنتقل إلى المعدن الأصلي غير المنصهر.
(3) توجد أكاسيد وصدأ وزيت وماء وملوثات أخرى على سطح اللحام.
(4) عند لحام خط الأنابيب، لا يفي تجميع فوهة الأنبوب بالمتطلبات، مثل فجوة صغيرة في تجميع فوهة الأنبوب، أو زاوية أخدود صغيرة، أو حافة فوهة أنبوب سميكة جدًا أو غير متساوية، وما إلى ذلك.
(5) يبدد اللحام الحرارة بسرعة كبيرة، مما يتسبب في تبلور المعدن المنصهر بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى عدم كفاية الاندماج مع المعدن الأصلي.
(6) طلاء القطب الكهربائي غير متمركز، أو رطب، أو متأثر بالطقس.
(7) المشغل غير ماهر، مثل زاوية القطب غير المناسبة وطريقة تغذية القضيب، ونقص الخبرة في التحكم في حوض الصهر، وما إلى ذلك.
(8) لا يفي تجليخ وتجميع الوصلات بالمتطلبات. كما يُعدّ عدم اكتمال الاختراق عيبًا خطيرًا نسبيًا، ولا يقلّ ضرره إلا عن ضرر الشقوق.

سادساً، طريقة التحكم في عيوب اللحام غير الكامل لأنابيب الصلب
(1) اختر شكلاً مناسباً للأخدود: يُعدّ اللحام اليدوي بثاني أكسيد الكربون باستخدام أخدود كبير وفجوة صغيرة أسهل في التشغيل من اللحام باستخدام أخدود صغير وفجوة كبيرة، مما يُحسّن من اختراق اللحام. بالنسبة للحامات التناكبية المزودة بحشيات، ولضمان اختراق كامل لجذر اللحام، يُفضّل استخدام أخدود ذي حواف حادة بدلاً من الأخدود ذي الحواف الحادة، مع ترك فجوة تمدد بين الحشية والجزء المراد لحامه. ولضمان اختراق كامل لجذر الوصلة، يجب أن يتجنب تصميم بنية اللحام الزوايا الميتة التي لا يصل إليها سلك اللحام.
(2) تحديد تيار اللحام وجهد اللحام الصحيحين: عند إجراء اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون للوصلات على شكل حرف T، ونظرًا لصعوبة اللحام في وضع اللحام المسطح، يمكن وضعه في وضع اللحام الأفقي.
(3) منع عدم اكتمال لحام الأنابيب: في إنشاء خطوط الأنابيب الكبيرة، لا يُسمح بوجود عيوب عدم اكتمال لحام الأنابيب. عند حدوث عدم اكتمال اللحام أثناء الفحص، يجب اعتباره فورًا غير مطابق للمواصفات. فيما يلي إجراءات منع عيوب عدم اكتمال لحام الأنابيب:
① في ظل افتراض تلبية عملية اللحام، اختر أفضل مزيج من تيار اللحام، وفجوة تجميع فوهة الأنبوب، والحافة غير الحادة، وزاوية الأخدود.
٢- تنظيف الأكاسيد والصدأ وبقع الزيت والشوائب الأخرى على سطح اللحام.
③ في بداية اللحام والوصلة، يمكنك أولاً استخدام التسخين المسبق بالقوس الطويل ثم الضغط على لحام القوس، ويجب أن ينصهر جذر اللحام بالكامل.
④ بعد كل توقف للقوس الكهربائي، استخدم جلاخة زاوية لصقل الوصلة. يبلغ طول الصقل عادةً 15-20 مم، مما يؤدي إلى تكوين انتقال سلس.
⑤ عند إجراء لحام الجذر، يجب التحكم بدقة في قطر الثقب المنصهر. بالنسبة للحامات التي تتطلب لحامًا من جانب واحد وتشكيلًا من الجانبين، يجب على المشغل دائمًا التحكم في قطر الثقب المنصهر بحيث يتراوح بين 2.5 و3 مم، مع الحفاظ على سرعة الخطاف لتحريك السلك. بهذه الطريقة فقط يمكن تشكيل اللحام الداخلي بشكل جميل ويلبي متطلبات الجودة.
⑥ عند استخدام لحام القوس الكهربائي للحام الجذر إلى الأسفل، عندما تكون سرعة الرياح المحيطة أكبر من 5 م/ث، يجب اتخاذ تدابير مقاومة للرياح لضمان جودة اللحام.