تختلف عمليات اللحام بشكل كبير في الطريقة التي يتم بها تطبيق الحرارة والضغط معا او منفصلين او نوع المعدات المستخدمة وفي نهاية المقال جداول تضم ٦٧ نوع من عمليات اللحام المختلفه والبعض منها يعمل على ذوبان المعادن، الطرق، الضغط، انما العمليات المشهورة هي:
لحام الاكسجين OAW
لحام القوس المعدني المحمي SMAW
لحام القوس الكهربائي بالتنغسن GTAW
لحام القوس الكهربائي بالغاز GMAW
لحام القوس المصهور FCAW
لحام الشعلة اوكسي TB
القطع بقوس البلازما PAC
القطع بالاوكسي اسيتيلين OAC
الحقيقة ان العمال والفنيين المهرة يستخدمون مصطلحات اقليمية مختلفة في جميع الاعمال التجارية للعمليات السابق ذكرها ويختلف الموضوع من دولة الى اخرى على سبيل المثال عملية GTAW تسمى TIG في اوربا او لحام الارجون في مصر وعموما عندما تبداء في العمل ستتعرف على كافة المصطلحات اللفظية في منطقتك لكن يجب استخدام المصطلحات الرسمية كلما كان ذلك ممكنا. واليك شرح مبسط عن العمليات
تعرف ايضا باسم manual metal arc welding ويشار اليها باختصار MMA او MMAW وبالعادة يطلق عليها stick welding وهي الطريقة اليدوية باستخدام الالكترودات المحمية بمادة الفلكس بطول ١٤بوصة او ٣٥ سنتيمتر وتتمثل الفكرة في توصيل التيار بين الالكترود والقطاع المعدني لانشاء القوس الكهربائي وعندما يذيب القوس نهاية القطب يصبح جزء من معدن الحشو، ثم يعمل القوس على تبخير مادة الفلكس الصلبه على شكل سحابة غازية لحماية معدن اللحام المنصهر والموضوع يعتمد على نوع القطب المستخدم.
توضيح لماكينة لحام SMAW وهي بسيطة جدا بالمقارنة مع المعدات الاخرى حيث انها تتكون من محول واثنين من الكابلات الكهربائية ومشبك الشغلانة وبنسة القطب، وهناك المزيد من انواع واحجام الماكينات والموضوع برمته يعتمد على حجم الاعمال وحجم الاقطاب ومتطلبات العملية نفسها.
Gas tungsten arc welding – GTAW
يعرف لحام القوس الكهربائي GTAW باسم لحام الارجون او باستخدام الغاز الخامل في الايزو بالانجليزية tungsten inert gas welding TIG وهي طريقة يدوية فعندما تتولد الحرارة يتم انشاء القوس بين قطب التنغستن وقطعة العمل ويعمل القوس على اذابة المعادن الاساسية ونهاية معدن الحشو (التنغستن) ويتم غمسه يدويا في حوض وصلة اللحام المنصهر.
ثم تأتي وظيفة الغاز المتدفق من فهوة مسدس اللحام فيعمل على وقاية وحماية المعدن المصهور من التلوث الجوي كما يمكن اضافة وحدة التحكم عن بعد عند القدمين او صباع الابهام للسماح بتحكم افضل للفني (المشغل) غالبا ما يتم استخدام هذا المفتاح للتحكم في بدء تشغيل وايقاف التيار الكهربائي واجراء التعديلات في مستويات الطاقة
يعتبر لحام GTAW – TIG انظف من جميع عمليات اللحام اليدوية، ونظرا لانه لايستخدم مادة الفلكس التي تعمل على تنظيف وحماية وجه اللحام فيجب تنظيف الجزء المنتهي ومعدن الحشو على سطح المنطقة الملحومة من الاكاسيد والزيوت والاوساخ وما الى ذلك حتى لا تتسبب في تلوث اللحام.
كما يتطلب لحام GTAW – TIG مستوى عالي من المهارة بالمقارنة مع عمليات اللحام اليدوية الاخرى وعلى الرغم من ان العملية بطيئة جدا فإنه لايزال مطلوبا لإمكانياته العالية في انتاج لحام عالي الجودة في التطبيقات العملية التي يكون فيها جودة اللحام هي الاساس، يستخدم لحام GTAW – TIG على بعض السبائك المعدنية على سبيل المثال لحام التيتانيوم.
Gas metal arc welding – GMAW
لحام القوس الكهربائي المعدني بالغاز GMAW معروف في كود الايزو والبريطاني باسم اللحام المعدني بالغاز الخامل metal inert gas welding – MIG او اللحام المعدني بالغاز النشط METAL ACTIVE GAS WELDING – MAG (خامل – نشط).
حيث يتم تغذية القطب (الاسلاك) كهربائيا بطريقة اوتوماتيكية وباستمرار من خلال بكرة مرورا في الكابلات ويتم خروجه من خلال مسدس اللحام. ثم يتدفق الغاز عبر انبوب منفصل في مجموعة الكابلات وخارج فهوة المسدس لكنه حول سلك اللحام.
يتم انتاج GMAW عندما يتم انشاء القوس حيث يتم اذابة سلك اللحام المندفع باستمرار وبنفس تعمل الحرارة على ذوبان المعادن الاساسية ثم ينتقل معدن الحشو المنصهر الى حوض الوصلة ويصبح جزء من اللحام، ثم يتدفق غاز الوقاية من فهوة المسدس للعمل على حماية اللحام المصهور من عوامل التلوث الجوية.
لحام القوس الكهربائي المعدني GMAW هو اسرع عمليات اللحام وافضلها اقتصاديا ومن الممكن انتاج لحامات طويلة جدا بسرعة وفي وقت قياسي وهو لايتطلب تنظيف فيما بعد اجراء اللحام ويمكنك استخدامه على السبائك المعدنية الخفيفة والسميكة عن طريق اجراء بعض التغييرات البسيطة في اعداد اللحام.
Flux cored arc welding – FCAW
لحام القوس الكهربائي المتدفق FCAW هي عملية اوتوماتيكية او شبه اوتوماتيكي تشبه الى حد كبير نفس العمليه GMAW او MIG ويمكن استخدام نفس المعدات تقريبا كما هو موضح ادناه والفرق الوحيد مايجعل عمليه FCAW فريدة من نوعها هو سلك اللحام (الالكترود) مجوف ومملوء بمادة الفلكس بدلا من غاز التدريع وبتالي نقدر نقول ان له طريقة الوقاية الخاصة به.
كما يوفر اللحام المتدفق FCAW اختراق اكبر للعمل على وصلات اللحام السميكة ويعمل على جميع الاتجاهات وكل مواقف اللحام فعندما يتم انشاء القوس يعمل التيار على اذابة سلك اللحام والمعادن الاساسية ثم تبداء مادة الفلكس بتكوين سحابة غازية تحمي سطح اللحام من خلال تداخلها وتغلغلها في معدن اللحام المصهور ثم يتم تجميع الشوائب العالقة وتنقية اللحام ، ثم تطفو على السطح لتشكيل طبقة من الخبث في اثناء عمليه التبريد.
كما تسمح مادة الفلكس المتدفق ببطئ عملية التبريد التي تجعل اللحام اكثر متانة وثبات وعلى الرغم من ذلك يجب تنظيف الخبث في لحام FCAW بعد الانتهاء من كل شوط، ومايميز هذه العملية هي انتاج لحامات علية الجودة وسرعة الاداء حيث يمكنها ايداع حوالي ١٠ كيلو من مواد الحشو / الساعة بالمقارنه مع GMAW التي تودع ٤ كيلو وبالتالي لا تحتاج مزيد من المهارة.
تعتبر عمليات FCAW و GMAW مختلفين تماما لكنهم يستخدمون نفس المعدات تقريبا ومناسبة جدا للمشروعات الكبيرة واعادة الهيكلة، ويتم تصنيفهما على انها العلميات التلقائية او الشبة تلقائية وتعتبر الخيار الاول لأغلب الصناعات نظرا لانها غير مكلفة اقتصاديا ونتائجها جيدة جدا.
Oxyacetylene Welding, Brazing
اللحام بواسطة الاوكسي اسيتيلين بالانجليزية Oxyacetylene Welding يشار اليه باختصار OAW واللحام بواسطة النحاس الاصفر باستخدام المسدس torch brazing ويشار اليه TB
العمليات السابق ذكرها تستخدم نفس المعدات ففي لحام TB يتم استخدام مسدس الشعلة بدرجة حرارة عالية عن طريق حرق الاكسجين واستخدام غاز الوقود عادة هو الاسيتيلين، ومع ذلك من الممكن استخدام تركيبات اخرى من غاز الوقود مع الاكسجين.
في عمليات اللحام يتم اذابة المعدن الاساسي واضافة معدن الحشو يدويا لتعزيز اللحام وغير مطلوب اضافة مادة الفلكس، وفي عمليات TB يتم تسخين المعدن الاساسي لدرجه حرارة كافية تحت درجة الانصهار بحيث يمكن اذابة الالكترود النحاسي او السبيكة النحاسية وربطها بالمعادن الاساسية الساخنه وهي طريقة مستخدمة في لحام المعادن الرقيقة.
عمليات القطع الحرارية Thermal Cutting Processes
هناك عدد من عمليات القطع الحرارية مثل قطع الاكسجين بالانجليزية oxyfuel cutting ويشار اليه OFC والقطع بقوس البلازما بالانجليزية plasma arc cutting ويشار اليه PAC وهما العمليات الاكثر شيوعا في معظم مجالات اللحام بالرغم من ذلك هناك عمليات القطع بقوس الهواء الكربوني Air carbon arc واستخدام شعاع الليزر laser beam cutting.
القطع بواسطة الأكسجين OFC يستخدم نفس المعدات الموضحة مع تغيير نوع مسدس الشعلة والذي يعمل على تسخين سطح قطعة من الصلب بيحث يعمل على توجيه تيار قوي من الأكسجين الى نقطه معينه مما يؤدي الى حرق قطعه الصلب الساخنة محدثا فجوة او قطع. وتتسبب الفجوة في حدوث اكسدة سريعة جدا للمعادن الفولاذية عند درجات الحرارة المرتفعة ومع استمرار الحركة في الاتجاه يتم قطع المعادن كما يمكن استخدام هذه التقنية على انواع محددة من السبائك المعدنية من الفولاذ الصلب.
القطع بقوس البلازما PAC يستخدم قوس البلازما عمودا صلبا شديد التأين ونوع غاز حار للغاية يعمل على تبخير المعدن الذي يتم قطعه على الفور. وغالبا يتم تشكيل معظم البلازما المؤينة عندما يتم توجيه الهواء عالي الضغط من خلال فتحة صغيرة جدا بين قطب التنغستن وطرف الشعلة .
ومع تأين الهواء ترتفع درجة حرارته ويندفع من طرف الشعلة بسرعات تفوق سرعة الصوت. كما ان PAC لا يعتمد على الأكسدة السريعة للمعادن التي يتم قطعها كما يحدث بالقطع بواسطة الاكسجين OFC ولذلك يمكن تقطيع أي معدن أو سبيكة معدنية عالية السمك.
تتكون معدات القطع بقوس البلازما PA من مزود طاقة (المحول) المشعل وكابل البلازما مع سلك العمل والمشبك وإمدادات الهواء. كما تحتوي بعض معدات PA على ضواغط هواء قائمة بذاتها. نظرا لأنه يمكن إجراء عملية القطع في بعض السرعات العالية جدًا ويتم استخدامها غالبا على آلات القطع الآلية وتساعد السرعات العالية والمدخلات الحرارية المنخفضة على تقليل تشويه الأجزاء والحواف المعدنية التي تعد مشكلة في OFC.