قضبان اللحام: الأنواع والاختيار والإدارة

1. تصنيف قضبان اللحام

(1) التصنيف حسب الغرض من قضيب اللحام

1) تُستخدم قضبان اللحام المصنوعة من الفولاذ الكربوني بشكل أساسي في لحام الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض السبائك بدرجات قوة أقل.

2) تُستخدم قضبان اللحام الفولاذية منخفضة السبائك بشكل أساسي في لحام الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة والفولاذ المقاوم للحرارة المحتوي على الموليبدينوم والموليبدينوم والكوبالت مع عناصر سبائك منخفضة والصلب منخفض الحرارة.

3) تُستخدم قضبان اللحام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي في لحام الفولاذ المقاوم للحرارة الموليبدينوم والفولاذ المقاوم للحرارة الموليبدينوم الكوبالت مع عناصر سبائك أعلى، وأنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

4) تُستخدم قضبان اللحام الصلبة في تلبيس السطح المعدني الذي يتميز معدنه المترسب بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة التآكل في درجات حرارة الغرفة أو درجات الحرارة العالية.

5) لحام الحديد الزهر تُستخدم القضبان خصيصًا في لحام وإصلاح لحام الحديد الزهر.

6) تُستخدم قضبان اللحام المصنوعة من النيكل وسبائك النيكل في اللحام أو اللحام للإصلاح أو اللحام الصلب للنيكل وسبائك النيكل.

7) تُستخدم قضبان لحام النحاس وسبائك النحاس في اللحام أو اللحام للإصلاح أو اللحام الصلب للنحاس وسبائك النحاس، ويمكن استخدامها أيضًا في لحام إصلاح بعض أنواع الحديد الزهر أو لحام المعادن.

8) تُستخدم قضبان اللحام المصنوعة من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم في اللحام أو اللحام للإصلاح أو اللحام الصلب للألومنيوم وسبائك الألومنيوم.

9) تُستخدم قضبان اللحام ذات الأغراض الخاصة في اللحام تحت الماء والقطع ولحام الأنابيب، إلخ.

(2) التصنيف على أساس خصائص الخبث المتكون بعد ذوبان طلاء القطب الكهربائي

أثناء عملية اللحام، بعد ذوبان طلاء القطب الكهربائي، تنقسم الأقطاب الكهربائية إلى أقطاب كهربائية قاعدية (قاعدية الخبث ≥1.5) وأقطاب كهربائية حمضية (قاعدية الخبث ≤1.5) بناءً على ما إذا كان الخبث الناتج حمضيًا أو قاعديًا. وترد في الجدول 5-7 مقارنة بين أداء العملية وخصائص معدن اللحام للأقطاب الحمضية والقاعدية. الأقطاب الكهربائية الحمضية ليست مناسبة لمواد اللحام ذات المحتوى العالي من عناصر السبائك. تُستخدم الأقطاب الكهربائية القاعدية، التي تتمتع بمرونة وصلابة ومقاومة تشقق أفضل من الأقطاب الكهربائية الحمضية، بشكل عام في لحام المكونات المهمة.

الجدول 5-7 مقارنة أداء العملية وخصائص معدن اللحام بين الأقطاب الكهربائية الحمضية والقاعدية

2. متطلبات ومبادئ اختيار الأقطاب الكهربائية

(1) المتطلبات الأساسية للأقطاب الكهربائية

أثناء عملية اللحام، يجب أن تتمتع الأقطاب الكهربائية بأداء عملية جيد وتضمن أن يكون للمعدن الملحوم الخواص الميكانيكية المطلوبة أو التركيب الكيميائي أو الخصائص الخاصة. لذلك، تُقترح المتطلبات التالية للأقطاب الكهربائية:

1) يجب أن يكون القوس سهل الاشتعال، وأن يحترق بثبات أثناء عملية اللحام، وأن يكون من السهل إعادة إشعاله.

2) يجب أن يذوب طلاء التدفق بالتساوي دون تكتل أو سقوط. وينبغي أن تكون سرعة ذوبان طلاء التدفق أبطأ قليلاً من سرعة ذوبان السلك الأساسي، مما يسمح لطرف الذوبان في القطب بتشكيل غلاف على شكل جرس، وهو ما يساعد على انتقال القطرات المعدنية وخلق جو وقائي.

3) أثناء عملية اللحام، يجب ألا يكون هناك دخان زائد أو بقع كبيرة جدًا أو كثيرة جدًا أثناء عملية اللحام.

4) التأكد من أن المعدن المودع يتمتع بمقاومة معينة للتشقق والخصائص الميكانيكية المطلوبة والتركيب الكيميائي.

5) ضمان تشكيل اللحام بشكل طبيعي وإزالة الخبث بسهولة.

6) يجب ألا يقل الفحص الإشعاعي لدرزة اللحام عن معيار المستوى الثاني المحدد في GB/T 3323-2005 "التصوير الإشعاعي للوصلات الملحومة بالانصهار المعدني".

(2) مبادئ اختيار الأقطاب الكهربائية

1) متطلبات أداء معدن اللحام.

بالنسبة للحامات الفولاذ الإنشائية، عند لحام نفس النوع من الفولاذ، اختر الأقطاب الكهربائية وفقًا لمبدأ مطابقة قوة الشد للفولاذ;

عند لحام أنواع مختلفة من الفولاذ، اختر بناءً على جانب القوة الأقل;

بالنسبة للحام الفولاذ المقاوم للحرارة، لا تنظر فقط في أداء معدن اللحام في درجة حرارة الغرفة ولكن أيضًا اختر بناءً على الأداء في درجات الحرارة العالية;

بالنسبة للحام الفولاذ المقاوم للصدأ، تأكد من أن تركيبة اللحام متوافقة مع تركيبة المادة الأساسية، وبالتالي ضمان الأداء الخاص للمفصل الملحوم.

2) النظر في ظروف عمل الأجزاء الملحومة.

بالنسبة للأجزاء الملحومة التي تعمل تحت ظروف درجات حرارة عالية أو منخفضة، يجب استخدام أقطاب فولاذية مقاومة للحرارة أو أقطاب فولاذية منخفضة الحرارة;

بالنسبة للأجزاء الملحومة التي تتطلب مقاومة التآكل ومقاومة الخدوش، اختر الأقطاب الكهربائية التي تتمتع بصلابة في درجة حرارة الغرفة أو صلابة في درجات حرارة عالية ومقاومة جيدة للخدوش ومقاومة للأكسدة وغيرها من الخصائص وفقًا لدرجة حرارة التشغيل;

بالنسبة للأجزاء الملحومة الملامسة للوسائط المسببة للتآكل، استخدم أقطاب الفولاذ المقاوم للصدأ أو أقطاب أخرى مقاومة للتآكل؛ بالنسبة للأجزاء الملحومة المعرضة لأحمال اهتزازية أو صدمات، بالإضافة إلى ضمان قوة الشد، اختر أيضًا أقطابًا منخفضة الهيدروجين ذات مرونة وصلابة أعلى;

بالنسبة للأجزاء الملحومة التي تتعرض لأحمال ثابتة فقط، ما عليك سوى اختيار أقطاب كهربائية ذات قوة شد مماثلة للمادة الأساسية.

3) مراعاة شكل الأجزاء الملحومة وصلابتها وموضع اللحام للأجزاء الملحومة.

بالنسبة للأجزاء الملحومة المعقدة والصلبة، نظرًا للإجهاد الكبير الناتج عن انكماش معدن اللحام، يجب استخدام أقطاب كهربائية ذات مرونة أفضل؛ وعند اختيار نفس نوع القطب الكهربائي، لا يجب مراعاة الخواص الميكانيكية فحسب، بل أيضًا تأثير شكل الوصلة الملحومة.

لأنه، عند لحام الوصلات التناكبية إذا كانت القوة واللدونة معتدلة، فعند لحام اللحامات الشرائحية ستكون القوة عالية واللدونة منخفضة؛ بالنسبة للأجزاء الملحومة التي يصعب تنظيفها، استخدم أقطابًا مؤكسدة وصدأ وحمض غير حساس للزيوت لضمان جودة اللحام.

4) النظر في مقاومة معدن اللحام للتشقق.

عندما تكون صلابة الجزء الملحوم عالية، أو عندما يكون محتوى الكربون والكبريت والفوسفور في المادة الأساسية مرتفعًا، أو عندما تكون درجة الحرارة الخارجية منخفضة، يكون الجزء الملحوم عرضة للتشققات. من الأفضل اختيار قطب كهربائي قلوي ذو مقاومة أعلى للتشقق للحام.

5) النظر في قابلية تشغيل القطب الكهربائي.

أثناء عملية اللحام، يجب أن يكون القوس مستقرًا، مع الحد الأدنى من الترشيش، وتشكيل لحام أنيق ومتناسق، وسهولة إزالة الخبث، ومناسب للحام في جميع المواضع.

عندما تفي كل من الأقطاب الكهربائية الحمضية والقلوية بالمتطلبات، يجب استخدام الأقطاب الكهربائية الحمضية ذات قابلية التشغيل الجيدة قدر الإمكان، ولكن يجب التأكد أولاً من أداء اللحام ومقاومة التشقق.

6) النظر في المعدات وظروف البناء.

في حالة عدم وجود ماكينة لحام بالتيار المستمر، يجب عدم استخدام أقطاب كهربائية تقتصر على طاقة التيار المستمر، وبدلاً من ذلك، يجب اختيار أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين مناسبة لكل من التيار المتردد والتيار المستمر؛ عندما لا يمكن تدوير قطعة العمل ويجب لحامها في جميع المواضع، يجب اختيار أقطاب كهربائية يمكنها التكيف مع مختلف المواضع المكانية.

بالنسبة للحام الرأسي واللحام العلوي، يوصى باختيار أقطاب كهربائية بترتيب طلاءات من نوع التيتانيوم ونوع الإلمنيت.

عند اللحام في حاوية محصورة أو في بيئة ضيقة، بالإضافة إلى تعزيز التهوية، من الضروري أيضًا تجنب استخدام الأقطاب الكهربائية القلوية منخفضة الهيدروجين قدر الإمكان، حيث تطلق هذه الأقطاب كمية كبيرة من الغازات الضارة والغبار أثناء اللحام.

بالنسبة لبعض قطع العمل (مثل الفولاذ المقاوم للحرارة اللؤلؤي) التي تتطلب معالجة حرارية بعد اللحام ولكن لا يمكن معالجتها حراريًا بسبب ظروف البناء، يمكن اختيار أقطاب كهربائية خاصة لتجنب المعالجة الحرارية بعد اللحام.

7) النظر في العقلانية الاقتصادية.

في ظل نفس الشروط التي تضمن متطلبات أداء اللحام، يجب اختيار أقطاب كهربائية ذات تكاليف أقل.

على سبيل المثال، تكلفة الأقطاب الكهربائية من نوع الإلمنيت أقل بكثير من تكلفة الأقطاب الكهربائية من نوع التيتانيوم والكالسيوم، وينبغي اختيار الأقطاب الكهربائية من نوع الإلمنيت في ظل فرضية ضمان الأداء. وبالإضافة إلى ذلك، في ظل فرضية تلبية الأداء وقابلية التشغيل، ينبغي اختيار الأقطاب الكهربائية ذات المواصفات الأكبر والكفاءة الأعلى بشكل مناسب.

3. استخدام الأقطاب الكهربائية

يجب أن تكون الأقطاب الكهربائية حاصلة على شهادة جودة من الشركة المصنعة، وإذا لم تكن هناك شهادة جودة أو شكوك حول جودتها، يجب إجراء اختبارات أخذ عينات على دفعات.

خاصةً عند لحام المنتجات المهمة، يجب تحديد الأقطاب الكهربائية المختارة قبل اللحام، ويجب أيضًا تحديد الأقطاب الكهربائية المخزنة لفترة طويلة قبل تحديد ما إذا كان يمكن استخدامها.

إذا تم العثور على صدأ داخل القطب الكهربائي، يجب اختباره وتحديد ما إذا كان مؤهلاً قبل الاستخدام. إذا كان طلاء القطب الكهربائي رطبًا بشدة ولوحظ انفصال الطلاء عنه، فيجب التخلص منه.

يجب تجفيف الأقطاب الكهربائية بشكل عام عند درجة الحرارة المحددة في الدليل قبل الاستخدام. يجب ملاحظة النقاط التالية عند تجفيف الأقطاب الكهربائية:

1) يجب تجفيف أقطاب السليولوز عند درجة حرارة 100 ~ 200 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة قبل الاستخدام، مع الحرص على عدم الإفراط في التسخين لأن السليولوز عرضة للاحتراق.

2) يجب تجفيف الأقطاب الكهربائية الحمضية عند درجة حرارة 70 ~ 150 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين حسب درجة الرطوبة. إذا كان وقت التخزين قصيرًا وكانت العبوة سليمة، فيمكن استخدامها في لحام الفولاذ الهيكلي العام دون مزيد من التجفيف قبل الاستخدام.

3) يتم تجفيف الأقطاب الكهربائية القلوية عمومًا عند درجة حرارة 350 ~ 400 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين. إذا كان الفولاذ منخفض السبائك الذي يتم لحامه عرضة للتشقق البارد، يمكن زيادة درجة حرارة التجفيف إلى 400 ~ 450 درجة مئوية، ويحفظ في أسطوانة تسخين عند 100 ~ 150 درجة مئوية للاستخدام الفوري.

4) عند تجفيف الأقطاب الكهربائية، ضع الأقطاب الكهربائية في الفرن عند درجة حرارة منخفضة وقم بزيادة درجة الحرارة تدريجيًا.

لا تقم بإزالتها مباشرةً من فرن بدرجة حرارة عالية؛ انتظر حتى تنخفض درجة حرارة الفرن قبل إزالتها لمنع تشقق الطلاء بسبب وضع الأقطاب الكهربائية الباردة في فرن بدرجة حرارة عالية أو التبريد المفاجئ.

5) عند تجفيف قضبان اللحام، يجب ألا يتم تكديسها أو تجميعها، ولكن يجب وضعها في طبقات، بحيث لا تكون كل طبقة سميكة للغاية، وعمومًا من 1 إلى 3 طبقات.

6) يجب عموماً إعادة تجفيف قضبان اللحام منخفضة الهيدروجين إذا كانت في درجة حرارة الغرفة لأكثر من 4 ساعات، باستثناء تلك المحفوظة في درجة حرارة ثابتة في فرن بدرجة حرارة منخفضة. ويجب ألا يتجاوز عدد مرات إعادة التجفيف 3 مرات.

7) عند التشغيل في الهواء الطلق، يجب تخزين قضبان اللحام بشكل صحيح طوال الليل وعدم تركها في الهواء الطلق.

4. إدارة قضبان اللحام

(1) تخزين قضبان اللحام وحفظها

1) يجب تخزين قضبان اللحام حسب النوع والعلامة التجارية والدفعة والمواصفات ووقت التخزين، ويجب وضع علامة واضحة على كل كومة لتجنب الالتباس.

2) يجب تخزين قضبان اللحام في بيئة داخلية جافة وجيدة التهوية. ويجب تركيب مقياس حرارة ومقياس رطوبة في غرفة تخزين قضبان اللحام. يجب ألا تقل درجة حرارة الغرفة لقضبان اللحام منخفضة الهيدروجين عن 50 درجة مئوية، ويجب أن تكون الرطوبة النسبية أقل من 60%.

3) يجب تخزين قضبان اللحام على رفوف، بحيث لا يقل ارتفاع الرف عن 300 مم من الأرض و300 مم على الأقل من الجدران. يجب وضع المجففات تحت الرفوف لمنع الرطوبة.

4) بعد توريدها إلى وحدة المستخدم، يجب ضمان استمرار استخدام قضبان اللحام لمدة 6 أشهر على الأقل، ويجب أن تكون الأولوية في إصدار قضبان اللحام لتلك التي تم تخزينها أولاً.

5) لا يُسمح بتخزين قضبان اللحام الرطبة أو التي بها عبوات تالفة، وتلك التي تفشل في إعادة الفحص، في المستودع.

6) يجب تجفيف قضبان اللحام التي تكون رطبة أو متغيرة اللون أو صدئة قبل تقييم الجودة. ولا يمكن تخزينها إلا إذا كانت مستوفية لجميع معايير الأداء، وإلا فلا يسمح بتخزينها.

7) يجب أن تخضع قضبان اللحام المخزنة لأكثر من عام لاختبارات أداء مختلفة قبل التوزيع. ولا يمكن إصدارها إلا إذا كانت مستوفية للاشتراطات، وإلا فلا ينبغي إخراجها من المخزن.

8) يجب تخزين قضبان اللحام المستخدمة في مشاريع اللحام الهامة، وخاصة قضبان اللحام منخفضة الهيدروجين، بشكل مثالي في مستودع مخصص يحافظ على مستويات معينة من درجات الحرارة والرطوبة. درجة الحرارة الموصى بها هي 10 ~ 25 درجة مئوية، مع رطوبة نسبية <50%.

(2) إدارة قضبان اللحام أثناء البناء

1) أثناء البناء، يجب أن تتم إدارة قضبان اللحام بواسطة شخص معين، يقوم باسترجاعها من المخزن مع استمارة طلب قضبان اللحام.

يجب أن يتضمن النموذج اسم الشخص الذي يسترد القضبان ونوع (ماركة) قضيب اللحام وقطره والكمية المأخوذة وتوقيع الشخص المسؤول من الوحدة الأساسية وتاريخ الطلب وملاحظات عن الشركة المصنعة ودفعة الإنتاج وتاريخ التصنيع وتاريخ التخزين.

2) بعد استلام قضبان اللحام، يجب أن تقوم وحدة الإنتاج الأساسية بملء دفتر أستاذ تخزين قضبان اللحام، والذي يتضمن تفاصيل مثل الشركة المصنعة ودفعة الإنتاج ونوع (ماركة) قضيب اللحام وقطره والكمية المستلمة.

يجب تجفيف القضبان قبل الاستخدام، ويجب استكمال سجل التجفيف أثناء هذه العملية. وتشمل المحتويات الرئيسية للسجل الشركة المصنعة، ونوع (ماركة) قضيب اللحام، ودفعة الإنتاج، والقطر، ودرجة حرارة التجفيف، ووقت التجفيف، وكمية القضبان المجففة، وتوقيعات الشخص المسؤول عن التجفيف والمفتش.

يجب إعداد هذه الوثيقة في ثلاث نسخ لحفظ السجلات. بعد التجفيف، يمكن إصدار القضبان إلى عمال اللحام الذين يجب عليهم ملء استمارة طلب القضبان المجففة، بما في ذلك تفاصيل مثل الشركة المصنعة والنوع (العلامة التجارية) والدفعة والقطر والكمية ووقت الطلب وتوقيع الشخص الذي يأخذ القضبان.

يجب أن تحدد الملاحظات اللحامات التي يتم استخدام القضبان فيها. عند استلام القضبان، يجب أن يطلب اللحامون وثائق شهادة التجفيف من أمين المخزن الأساسي. يجب عدم إصدار قضبان بدون مستندات التجفيف لعمال اللحام.

3) بعد استلام قضبان اللحام المجففة، يجب أن يضعها اللحامون في أسطوانة عزل قضبان اللحام.

يُسمح بنوع (ماركة) واحد فقط من القضبان لكل أسطوانة لمنع الاختلاط وحوادث جودة اللحام المحتملة. يجب ألا يأخذ اللحامون أكثر من 5 كجم من القضبان في المرة الواحدة، ويجب تخزين أي قضبان متبقية بشكل صحيح في غرفة مواد الورشة أو فريق مواد موقع البناء.

(3) التعامل مع قضبان اللحام منتهية الصلاحية

لا تشير كلمة "منتهية الصلاحية" إلى تجاوز حد زمني محدد للتخزين، بل تشير إلى درجات متفاوتة من تدهور الجودة (التدهور). يمكن أن تظل قضبان اللحام المخزنة بشكل جيد دون تغيير لسنوات عديدة.

1) يجب أن تخضع قضبان اللحام المخزنة لسنوات عديدة لاختبارات أداء العملية. قبل الاختبار، يجب تجفيف القضبان القلوية منخفضة الهيدروجين عند حوالي 300 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين، والقضبان الحمضية عند حوالي 150 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين.

أثناء اختبار أداء العملية، إذا لم ينفصل التدفق على شكل قطع ولم تظهر مسامية في القضبان القلوية منخفضة الهيدروجين القلوية، فإن الخواص الميكانيكية للوصلات الملحومة تكون مضمونة بشكل عام.

2) يحتوي قلب قضيب اللحام على صدأ طفيف، والذي لا يؤثر عمومًا على خواصه الميكانيكية، ومع ذلك، لا ينبغي استخدام أقطاب اللحام منخفضة الهيدروجين في لحام الهياكل الحرجة.

3) إذا كانت الأقطاب الكهربائية منخفضة الهيدروجين بها صدأ شديد أو إذا كان طلاء التدفق يتقشر، فيمكن تخفيض رتبتها حسب الاقتضاء أو استخدامها في لحام المكونات العامة. إذا أمكن، يمكن اختبار خواصها الميكانيكية وفقًا للمعايير الوطنية قبل اتخاذ قرار بشأن تخفيض مستواها.

4) إذا تدهورت أنواع مختلفة من قضبان اللحام بشدة، يجب عدم إعادة استخدامها؛ يجب إزالة طلاء التدفق، ويمكن تنظيف السلك الأساسي لإعادة استخدامه.