لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW): الإعداد والتطبيقات
بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: - 1. مقدمة لحام القوس المعدني الغاز (GMAW) 2. حلبة اللحام والإعداد ل GMAW 3. عملية وتقنية 4. تصميم مشترك 5. التطبيقات.
مقدمة لحام القوس المعدني بالغاز (GMAW):
مع إدخال GTAW ، أصبح من الممكن لحام الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ بكل سهولة ويمكن الحصول على اللحامات ذات الجودة العالية جدا. ومع ذلك ، GTAW هي عملية بطيئة وبالتالي أدى الطلب على ارتفاع معدل الإنتاج إلى تطوير لحام القوس المعدني الغاز (GMAW) الذي يتم استبدال القطب التنغستن غير المستهلكة من GTAW بسلك حشو مستهلك من قطر صغير وتكوين متوافق مع مواد العمل.
كما وجد أنه يعمل بشكل أكثر كفاءة مع العمق الذي يوفر عملية التنظيف المطلوبة ، بسبب بقعة الكاثود المحمول ، على قطعة العمل. وبالتالي ، فإنه لم يؤد فقط إلى ارتفاع معدل الترسب ولكن أيضا لقطبية القطب المطلوب.
من خلال توظيف عملية GMAW ، من الممكن لحام جميع المعادن التي تتوفر بها أسلاك قطب كهربائي. كما في البداية كانت هذه العملية تستخدم بشكل رئيسي في لحام الألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ مع درع غاز خامل ، وهي معروفة بشكل أكبر باسم لحام الغاز الخامل المعدني (MIG).
ومع ذلك ، أدى التوسع اللاحق لاستخدام هذه العملية إلى معادن حديدية وغير حديدية أخرى إلى استخدام ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وكذلك مخاليط الأرجون والهليوم والأكسجين والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وما شابه ذلك. عندما يستخدم ثاني أكسيد الكربون وحده كغاز التدريع ، يطلق على العملية اسم لحام CO 2 . لا يزال هناك مصطلح آخر يستخدم في تغطية استخدام غازات التدريع النشطة وهو لحام الغاز النشط المعدني (MAG). لا تتم المصادقة على هذه المصطلحات بكافة متغيرات العملية بشكل جيد من خلال مصطلح GMAW.
المعدات المستخدمة في جميع هذه العمليات متشابهة باستثناء أن غاز التدريع وترتيبات التغذية المرتبطة قد تختلف. على سبيل المثال ، في اللحام CO 2 ، لا يختلف المنظم وجهاز قياس التدفق فقط عن العمليات مع غازات التدريع الأخرى ، بل يحتاج أيضًا إلى ترتيب تسخين لتجنب حجب خروج الغاز عند الأسطوانة ، وذلك بسبب تكوين ثاني أكسيد الكربون الصلب يسمى "الثلج الجاف".
دائرة اللحام والإعداد لـ GMAW:
يوضح الشكل 10.1 الدائرة الكهربية جنبًا إلى جنب مع أنظمة التدريع للغاز وإمداد المياه:
الشكل. 10.1 مخطط الدائرة لـ GMAW مع مسدس إلكترود مبرد بالماء
يوضح الشكل 10.2 الشكل التخطيطي لنظام GMAW التقليدي:
تشغيل وتقنية GMAW:
يتم ضبط جهد الدائرة المفتوحة ، معدل تغذية السلك ، ومعدل تدفق الغاز قبل استخدام مسدس GMAW لبدء تشغيل اللحام. يعتمد تيار اللحام الذي يرسمه النظام على التفاعل بين المعلمات المختلفة التي قد تشمل معدل تغذية الأسلاك ، والجهد القوسي ، والقطب الكهربائي. يعتبر إلكترود الإلكترود عاملًا مهمًا لتحقيق اختراق ثابت ، ومن الضروري الحفاظ عليه ثابتًا.
يجب الحفاظ على معدل تدفق الغاز حتى الحصول على اللحامات الخالية من العيوب. إذا كان تدفق الغاز غير ملائم يتم وضع حبة مسامية في حين أن معدل تدفق الغاز الزائد قد يسبب تطاير المعادن من حوض اللحام. يرتبط معدل تدفق الغاز بمسافة الفوهة إلى العمل ؛ يعد هذه المسافة أكثر من معدل تدفق الغاز المطلوبة لحماية مناسبة للمعادن المنصهرة. يتطلب وضع الجذور السميكة واللحام في الأماكن الضيقة فوهات صغيرة الحجم.
الموقع الصحيح لاتصال العمل أمر ضروري لتجنب ضربة قوس خاصة بالنسبة للمواد اللحام الحديدية المغناطيسية مثل الصلب. من الأفضل اللحام في اتجاه بعيد عن اتصال العميل الرصاص.
يمكن أن تؤثر زاوية Electrode-to-work على هندسة الشكل والتشكيل. من المعتاد أن يتم استخدام اللمبة الخلفية للغطاء الأكثر سمكًا واللحام الأمامي للأغطية. ومع ذلك ، كما أشرنا سابقًا ، إذا كان التغيير الهام في بُعد الخرزة ، على سبيل المثال ، هو القصد من الاختراق ، فمن الأفضل التعامل مع المعلمات الكهربائية بدلاً من زاوية الإلكترود إلى العمل وحده.
أنبوب التماس يتلبس مع الاستخدام لذلك يجب استبداله بشكل دوري للحفاظ على اتصال كهربائي جيد بين القطب والأنبوب. سوف يؤدي الاتصال الفضفاض ليس فقط في حالة عدم الاتساق في شكل الخرزة بل يؤدي أيضًا إلى تسخين مفرط في التشحيم. اعتمادًا على التطبيق ، قد يكون أنبوب التلامس داخليًا أو يتدفق مع أو يمتد إلى ما بعد فوهة الغاز.
عادة ما تكون مطلوبة لوضع اللحامات حبة المحاكمة لتحديد معايير لحام المناسبة ، أي الجهد قوس ومعدل تغذية الأسلاك. وينبغي تعديل المتغيرات الأخرى مثل ميل الارتفاع الحالي أو المحاثة أو كليهما لتحقيق بدء سهل للقوس وتشغيل قوس سلس مع الحد الأدنى من ترشيش.
وربما كانت حركة القطب الكهربائي هي آخر التحكم الرئيسي في المشغل لتحقيق اللحامات ذات النوعية الجيدة في GMAW. الطريقة الأكثر استخداما لحركة القوس هي نمط السحب أو حبة سترينجر التي يتم فيها تحريك البندقية في خط مستقيم دون تذبذب. ومع ذلك ، في وضع السحب لحام الموقف قد لا يمكن العثور عليها مرضية.
في هذه الحالة ، يُطلب من اللحام التلاعب بالمسدس حسب تفضيله ؛ الأنماط المستخدمة في كثير من الأحيان هي سوط ، C ، U ، وكسول 8. تم العثور على ثلاثة الأولى مناسبة لحام خارج موقف العمل وخاصة للتعامل مع بركة اللحام في المواقع الأفقية والرأسية والعلامة. يعطي نمط 8 البطيئة عرض لحام 3 إلى 7 مرات تمرير الغطاء في عمل الأنابيب.
لإيقاف العمل ، غالباً ما يكون من الضروري سحب مسدس اللحام بطريقة تطيل القوس في نهاية الجري من أجل تحقيق ملء الحفرة.
تصميم مشترك في GMAW:
جميع أنواع المفاصل الأساسية الخمسة (viz.، butt، fletlet، corner، lap and edge types (Fig. 10.15) ومتغيراتها يمكن صنعها في جميع المواقع من قبل GMAW. قطر السلك في GMAW الصغير عادةً ما يُنصح باستخدام زوايا الأخدود الأصغر Hun التي تستخدم من أجل 5MAW ، مثال واحد في حالة اللحام بعقب Vee الواحد موضح في الشكل 10.16. لا تزال زاوية الأخدود المنخفضة تسمح بتوجيه الإلكترود إلى جذر مفصل اللحام لتسهيل عملية اللحام الكاملة.
الشكل. 10.15 أنواع مختلفة من التصاميم المشتركة المستخدمة في GMAW
بالنسبة إلى GMAW للمعادن غير الحديدية ، يوصى أيضًا بتصميم اللحام القياسي المستخدم في SMAW. وبالمثل فإن التصميم المشترك لأعمال الأنابيب هو أيضًا من النوع المستخدم في اللحام بالقوس المعدني المحمي للأنابيب.
تطبيقات GMAW:
إن جميع إمكانيات اللحام بالموضع ، والوضع شبه التلقائي ، وغياب التدفقات ، وملاءمة كل من المعادن الحديدية وغير الحديدية ، والنظافة ، وحالة المكننة هي السمات الجذابة الرئيسية لـ GMAW. في العديد من الطرق ، تعد GMAW منافسة مباشرة مع عملية SMAW. وهو أسرع في التطبيقات المماثلة ولكن تكلفة المعدات والمواد الاستهلاكية أعلى بكثير. جودة اللحامات قابلة للمقارنة وغالبا ما يعتمد الاختيار على التكاليف النسبية فقط.
قد يكون GMAW العملية الأكثر استخدامًا من حيث نطاق المعادن والتطبيق إن لم يكن في كمية المعادن المودعة. وقد فتحت GMAW مجالات عمل جديدة في صناعة الصفائح المعدنية التي تم العثور عليها SMAW غير مناسبة ، على سبيل المثال وجد أنها مفيدة في إنتاج أجسام السيارات حيث الحرية من تغيير القطب المتكرر والحاجة إلى إزالة التمويه من اعتبارات الإنتاج الهامة.
حتى بالنسبة لللوحات السميكة في اللحام ، فإن معدل الترسب المرتفع يكون مفيدًا في تقليل تكاليف الإنتاج. تستخدم GMAW استخدامًا واسعًا في تصنيع الهياكل ، وبناء السفن ، وأوعية الضغط ، والدبابات ، والأنابيب ، والمعدات المنزلية ، والهندسة الكهربائية العامة والثقيلة وصناعات تصنيع محركات الطائرات.
كما يستخدم بنجاح في تصنيع مدربي السكك الحديدية وفي صناعة السيارات حيث يتم استخدام اللحامات الطويلة ذات السرعة العالية في الأقسام الثقيلة إلى حد ما. لحام إطارات الشاحنة هو مثال على تطبيق التحويل المنقوط GMAW.
يمكن استخدام GMAW بشكل مرض بالتزامن مع اللحام الآلي وبالتالي لا بد من زيادة استخدامه في المستقبل. على الرغم من أنه يمكن لحام جميع المعادن التي تتوفر لها أسلاك إلكترودية ، إلا أن هذه العملية تستخدم بشكل مكثف بشكل رئيسي في لحام سبائك الألومنيوم والكربون وسبائك الفولاذ المنخفض والفولاذ المقاوم للصدأ.
