مقدمة عن الطرق الشائعة للحام أنابيب الصلب

في الوقت الحاضر، الطرق الشائعة الاستخدام لـلحام الأنابيب الفولاذيةوتشمل أنواع اللحام الأخرى اللحام بالقوس الكهربائي (SMAW)، واللحام بالقوس المغمور (SAW)، واللحام بالقوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW)، واللحام بالقوس الكهربائي بالغاز المنصهر (GMAW)، واللحام بالقوس الكهربائي ذي القلب المتدفق (FCAW)، واللحام الهابط، وما إلى ذلك.

(1) تتميز لحام القوس الكهربائي بسهولة استخدام المعدات، وقابليتها للنقل، ومرونتها في التشغيل. ويمكن تطبيقها في لحام اللحامات القصيرة في أعمال الصيانة والتجميع، وخاصةً في لحام الأجزاء التي يصعب الوصول إليها. أما عيوبها فتتمثل في المتطلبات الفنية العالية للحامين، وارتفاع تكاليف تدريبهم، وسوء ظروف العمل، وانخفاض كفاءة الإنتاج، وعدم ملاءمتها للحام المعادن الخاصة والصفائح الرقيقة. يُجهز لحام القوس الكهربائي بأقطاب كهربائية مناسبة، ويمكن استخدامه في لحام معظم أنواع الفولاذ الكربوني الصناعي، والفولاذ المقاوم للصدأ، والحديد الزهر، والنحاس، والألومنيوم، والنيكل، وسبائكها.
(2) يمكن استخدام تيار كهربائي أعلى في لحام القوس المغمور. تحت تأثير حرارة القوس، ينصهر جزء من مادة اللحام (الفيلوكس) متحولًا إلى خبث، ويتفاعل مع المعدن السائل تفاعلًا معدنيًا سائلًا. أما الجزء الآخر من الخبث فيطفو على سطح المعدن المنصهر. من جهة، يحمي هذا النوع من اللحام معدن اللحام، ويمنع تلوث الهواء، ويُحدث تفاعلات فيزيائية وكيميائية مع المعدن المنصهر لتحسين تركيبه وأدائه. ومن جهة أخرى، يُسهم في تبريد معدن اللحام ببطء، ما يمنع ظهور عيوب مثل الشقوق والمسامات. بالمقارنة مع لحام القوس الكهربائي، يتميز لحام القوس المغمور بجودة لحام عالية، وسرعة لحام فائقة، وظروف عمل مثالية. لذلك، يُعدّ مناسبًا بشكل خاص للحام اللحامات المستقيمة والدائرية في القطع الكبيرة، ويُستخدم غالبًا في اللحام الآلي. أما عيبه، فهو أنه مناسب عمومًا فقط للحام اللحامات المسطحة والزوايا. للحام في أوضاع أخرى، يلزم استخدام أجهزة خاصة لضمان تغطية التدفق لمنطقة اللحام ومنع تسرب المعدن المنصهر؛ ولا يمكن مراقبة القوس الكهربائي والأخدود مباشرةً أثناء اللحام. يتطلب الضبط النسبي لخط اللحام استخدام نظام تتبع آلي لضمان محاذاة شعلة اللحام مع خط اللحام دون أي انحراف. عند زيادة التيار، تكون شدة المجال الكهربائي للقوس عالية، وعندما يقل التيار عن 100 أمبير، يكون استقرار القوس ضعيفًا، مما يجعله غير مناسب للحام الأجزاء الرقيقة التي يقل سمكها عن 1 مم. يُستخدم لحام القوس المغمور على نطاق واسع في لحام الفولاذ الكربوني، والفولاذ الإنشائي منخفض السبائك، والفولاذ المقاوم للصدأ. ونظرًا لأن الخبث يُقلل من معدل تبريد الوصلات الملحومة، يُمكن أيضًا لحام بعض أنواع الفولاذ الإنشائي عالي المقاومة والفولاذ عالي الكربون باستخدام لحام القوس المغمور.
(3) يُعدّ لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل طريقةً ممتازةً لربط الصفائح المعدنية الرقيقة ولحام الطبقة الخلفية، وذلك لقدرته على التحكم الدقيق في كمية الحرارة المُدخلة. يُمكن استخدام هذه الطريقة في لحام جميع المعادن تقريبًا، وخاصةً المعادن التي تتطلب لحامًا جافًا، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم، والتي قد تُكوّن أكاسيدًا حرارية، والمعادن النشطة مثل التيتانيوم والبركليوم. تتميز هذه الطريقة بجودة لحام عالية، إلا أنها تختلف عن أنواع اللحام الأخرى. فمقارنةً باللحام التقليدي، تتميز هذه الطريقة بسرعة لحام أبطأ، وتكلفة إنتاج أعلى، وتأثر كبير بتدفق الهواء المحيط، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام في الأماكن المفتوحة.
(4) تشمل الغازات الشائعة الاستخدام في لحام MIG الأرجون والهيليوم وثاني أكسيد الكربون، أو خليط منها. عند استخدام الأرجون والنيتروجين كغاز واقٍ، يُطلق عليه لحام MIG (يُختصر دوليًا إلى لحام MIG). وعند استخدام خليط من الغاز الخامل وغاز مؤكسد (O2، CO2)، أو CO2 وCO2+، يُطلق عليه لحام MAG (يُختصر دوليًا إلى لحام MAG). تتمثل الميزة الرئيسية للحام MIG في سهولة اللحام في أوضاع مختلفة، بالإضافة إلى سرعة اللحام العالية ومعدل الترسيب المرتفع. يُمكن تطبيق لحام MIG على لحام أهم المعادن، بما في ذلك الفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي. كما يُناسب لحام MIG الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس والتيتانيوم والزركونيوم وسبائك النيكل. يُمكن أيضًا إجراء لحام القوس الكهربائي النقطي باستخدام هذه الطريقة.
(5) يمكن اعتبار لحام القوس الكهربائي ذي القلب المحشو نوعًا من لحام القوس المعدني بالغاز. يُستخدم سلك لحام ذو قلب محشو، حيث يُملأ قلب السلك بمساحيق من مكونات مختلفة. يُضاف غاز واقٍ أثناء اللحام، وهو غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل أساسي، ويتحلل المسحوق أو ينصهر بفعل الحرارة، مما يؤدي إلى توليد الغاز والخبث لحماية حوض اللحام المنصهر، وتغلغل المسحوق في السبيكة، واستقرار القوس. عندما لا يُضاف غاز واقٍ إضافي إلى لحام القوس الكهربائي ذي القلب المحشو، يُسمى هذا النوع من اللحام بلحام القوس الكهربائي ذاتي الحماية. يستخدم هذا النوع الغاز الناتج عن تحلل المسحوق كغاز واقٍ. لا يؤثر تغير استطالة سلك اللحام الجاف في هذه الطريقة على فعالية الحماية، ويمكن أن يكون نطاق تغيرها واسعًا. يتميز لحام القوس الكهربائي ذي القلب المحشو بالمزايا التالية: أداء ممتاز لعملية اللحام، وشكل جميل لحبة اللحام، وسرعة ترسيب عالية، وإنتاجية عالية، ولحام آلي وشبه آلي مستمر. سهولة ضبط نظام السبيكة، الذي يمكن تمريره عبر الغلاف المعدني وقلب التدفق، مما يتيح ضبط التركيب الكيميائي للمعدن المترسب؛ انخفاض استهلاك الطاقة؛ انخفاض التكلفة الإجمالية. أما عيوبه فتتمثل في تعقيد معدات التصنيع، والمتطلبات التقنية العالية لعملية التصنيع، ومتطلبات التخزين العالية لسلك اللحام ذي القلب المتدفق، وسهولة تعرض سلك اللحام للرطوبة. يمكن تطبيق لحام القوس الكهربائي ذي القلب المتدفق على لحام معظم المعادن الحديدية بمختلف السماكات والوصلات.
(6) اللحام الهابط هو أسلوب لحام مستورد مناسب للحام محيط الأنابيب. وهو أسلوب يتم فيه إشعال القوس الكهربائي أعلى الأنبوب المراد لحامه ثم يُلحم باتجاه الأسفل. يتميز اللحام الهابط بكفاءة إنتاجية عالية وجودة لحام ممتازة.