المواد المساعدة على الانصهار الحبيبية

المواد المساعدة على الانصهار الحبيبية

المواد المساعدة على الانصهار الحبيبية

المواد المساعدة على الانصهار الحبيبية هو نوع جديد من مواد التلحيم المركبة الاصطناعية التي لا تصدر دخانًا وصديقة للبيئة.

«Granulated Flux» هو مادة صهر حبيبية. يتم تحضيرها عن طريق خلط أملاح غير عضوية متنوعة بنسب معينة بعد معالجتها بالتجفيف. وتُستخدم بشكل أساسي لإزالة الهيدروجين والخبث المؤكسد العائم من داخل سائل الألومنيوم.

الوظيفة: يُستخدم عامل تنقية الجسيمات بشكل أساسي لإزالة الهيدروجين من سائل الألومنيوم والخبث المؤكسد العائم، بحيث يصبح سائل الألومنيوم أكثر نقاءً، كما أنه يؤدي دور عامل تنظيف الخبث.
الميزات: تتحلل بعض مكونات عامل التكرير الحبيبي بسهولة عند درجات الحرارة المرتفعة، ويستجيب الغاز الناتج بسهولة مع الهيدروجين، كما يتمتع بقوة امتصاص عالية تجاه الخبث، ويهرب بسرعة من المادة المنصهرة. كما أن المكونات الأخرى تؤدي أيضًا وظيفة عامل تنظيف الخبث.
نطاق التطبيق: ينطبق على سبائك الألومنيوم الشائعة الاستخدام (لا يمكن استخدام السبائك ذات المحتوى العالي من المغنيسيوم وسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم)، وعلى صهر الألومنيوم النقي، وتكرير إزالة الغازات، وإزالة الخبث.
الاستخدام: انثر عامل التنقية الحبيبي على سطح السائل، ثم اضغطه بسرعة داخل سائل الألومنيوم، وقم بتقليبه جيدًا واتركه يستقر حتى تتشكل الخبث؛ على سبيل المثال، باستخدام آلة رش، استخدم غازًا خاملًا لرش عامل التنقية داخل سائل الألومنيوم.
الجرعة: تبلغ الجرعة العامة حوالي 0.3% من وزن سائل الألومنيوم، اعتمادًا على درجة نقاء سائل الألومنيوم.
التغليف: عبوات من الورق المقوى المموج، 20 أو 25 كجم لكل صندوق، و2.5 كجم لكل كيس. كما يمكن تعبئتها وفقًا لمتطلبات المستخدم.
التخزين: تخزين جاف؛ إذا تبللت، يمكنك الاستمرار في استخدامها بعد تجفيفها

المواد المساعدة على الانصهار الحبيبية

يُعد «المذيب الحبيبي» الطريقة الرئيسية لإزالة الأكسيد المتراكم. وتتمثل الطرق الرئيسية في طريقة التدفق الكهربائي، وطريقة الترشيح، وطريقة العوامل الموجزة.
أما هاليدات العناصر الأرضية النادرة، أي الفلوريدات، فهي لا تتغير نسبيًا، ويصعب إذابتها في الماء. ويمكن تعريضها للهواء، أما الكلوريدات وغيرها من المركبات التي تمتص الرطوبة بسهولة فهي قابلة للذوبان في الماء.
يتضح من الجدول أنه بالإضافة إلى إنتاج الانعكاسات الفردية، فإن جميع الانعكاسات الأخرى تنتج في المقام الأول الألومينا، وهي مادة تُستخدم في صقل السبائك.
ومع ذلك، فإن طريقة الترشيح تواجه قيودًا لا مفر منها بسبب ارتفاع سعر المرشح متعدد الطبقات الخزفية المستخدم وسهولة انسداده أثناء الاستخدام.
في عملية صهر سبائك الألومنيوم، تدخل الشوائب الضارة — مثل كالسيوم الأوكالبتوس — عمومًا عن طريق التفاعل مع السيليكون البلوري ومواد الفرن الأخرى.

قوة كسر كربونات الكالسيوم (ملغ/غ) × 25 × استهلاك محلول أسيتات الكالسيوم.

إذا أُضيفت كمية صغيرة من الكريوليت إلى مادة الصهر المصفوفة، أو نظراً لقدرة الكريوليت القوية على الإزالة، يمكن زيادة توتر المقطع الجانبي لعامل التكرير بشكل مناسب. ويمكن لعامل التكرير الذي يمتص الأكسيد الممتص أن ينفصل بسهولة عن المادة المنصهرة.

ونظرًا لأن هذا المنتج يتيح إتمام عملية المعالجة المسبقة في ظروف درجات حرارة منخفضة، فإنه يقلل من احتمالية تلف النسيج المعالج ويحافظ عليه بشكل أفضل مقارنةً بـ«المذيب الحبيبي» الشائع الاستخدام الذي يعمل بدرجات حرارة عالية.

ما هو مادة التلحيم الحبيبية ولماذا تعتبر مهمة في عملية اللحام؟

المواد المساعدة الحبيبية هي مادة استهلاكية على شكل مسحوق أو حبيبات يتم تغذيتها أمام سلك اللحام أو بجانبه أثناء عملية اللحام بالقوس المغمور (SAW). تذوب الحبيبات تحت حرارة القوس، مكونةً طبقة من الخبث المنصهر تحمي بركة اللحام من التلوث الجوي، بينما يظل القوس نفسه مدفونًا تمامًا تحت طبقة المواد المساعدة، بحيث لا يراه المشغل.

هذه الخاصية المميزة للقوس المدفون هي التي أعطت تقنية SAW اسمها ومزاياها الرئيسية: عدم وجود وميض قوس مرئي، وتقليل الرذاذ إلى الحد الأدنى، واختراق عميق ومستقر حتى عند التيارات العالية. وبدون مادة الصهر، لا يمكن تحقيق أي من ذلك. حيث تؤدي مادة الصهر عدة وظائف في آن واحد:

  • وهي تحمي حوض اللحام المنصهر من تلوثه بالنيتروجين والأكسجين.
  • وهي توفر عناصر السبائك التي تعمل على تعديل الخصائص الميكانيكية لمعدن اللحام.
  • وهو يعمل على تثبيت جهد القوس وتياره.
  • وهي تُشكّل مظهر حبيبة اللحام من خلال سلوكها في الذوبان والتصلب.
  • وهي تشكل قشرة من الخبث تتقشر بسهولة بعد التبريد، مما يحمي سطح الحبيبة أثناء التصلب.

لقد لاحظنا أن المشترين عديمي الخبرة يعاملون مادة التلحيم على أنها أمر ثانوي، أي شيء يتم شراؤه بناءً على السعر للكيلوغرام فقط. ويظهر هذا الخطأ لاحقًا في شكل مسامية، أو شوائب من الخبث، أو تشققات أثناء الاختبارات التدميرية. وتحدد التركيبة الكيميائية لمادة التلحيم وبنية حبيباتها بشكل مباشر صلابة معدن اللحام، خاصة في تطبيقات التشغيل عند درجات حرارة منخفضة مثل الهياكل البحرية والخزانات المبردة.

كيف يتم تصنيع مادة التلحيم الحبيبية؟ شرح طرق «الانصهار» و«التكتل» و«الربط»

هناك ثلاث طرق تصنيع تُنتج مادة التذويب الحبيبية المتوفرة تجاريًّا في الوقت الحالي. وتنتج كل طريقة بنية حبيبية وسلوكًا رطبيًّا وخصائص أداء مختلفة.

تدفق مدمج تبدأ العملية بإذابة المكونات المعدنية الخام معًا في فرن كهربائي عند درجات حرارة تتجاوز غالبًا 1300 درجة مئوية. ثم يتم تبريد الخليط المنصهر بسرعة، إما عن طريق التبريد بالماء أو على أسطوانات التبريد، ثم يتم سحقه وغربلته للحصول على الحبيبات بالحجم المطلوب. ونظرًا لأن المكونات تخضع لعملية صهر وتجانس كاملة، فإن مادة الصهر المنصهرة تحتوي بطبيعتها على نسبة رطوبة منخفضة جدًّا، وعادةً ما تكون أقل من 0.05%. وهذا يجعلها سهلة التخزين وأقل عرضة للتشقق الناتج عن الهيدروجين.

تدفق متكتل (يُسمى أحيانًا «المذيب المربوط»، على الرغم من أن الفنيين يميزون بين الاختلافات الدقيقة) يمزج المواد الخام المسحوقة مع مادة رابطة مثل سيليكات البوتاسيوم أو سيليكات الصوديوم، ثم يُخبز الخليط عند درجات حرارة معتدلة تتراوح بين 400 و1000 درجة مئوية. ونظرًا لأن التفاعل الكيميائي غير مكتمل مقارنةً بالانصهار، فإن مادة التلحيم المتكتلة تحتفظ بالقدرة على إضافة عناصر السبائك مثل المنغنيز والسيليكون ومزيلات الأكسدة المختلفة مباشرةً إلى معدن اللحام، وهو ما لا تستطيع مادة التلحيم المنصهرة القيام به بنفس الكفاءة؛ حيث إن عملية الانصهار تميل إلى حرق عوامل السبائك التفاعلية.

مذيب ملتصق, ، الذي يُنتج عند درجات حرارة خبز أقل، يشبه الأنواع المتكتلة، لكنه يتميز عمومًا بميل أكبر لامتصاص الرطوبة ويتطلب شروط تخزين أكثر صرامة.

نوع التصنيع درجة حرارة الإنتاج الاحتفاظ بالرطوبة قدرة نقل السبائك نسبة إعادة التدوير النموذجية
مدمج 1300 درجة مئوية فأكثر منخفض جدًّا (<0.05%) محدود حتى 100% (يمكن إعادة استخدامها/إعادة تدويرها)
متكتل 400-1000 درجة مئوية معتدل مرتفع 50-70% (غالبًا ما يُستثنى الجزء المعاد تكسيره)
مربوط 300-800 درجة مئوية أعلى مرتفع الجزء السفلي، يُنصح عمومًا باستخدامه لمرة واحدة

نوصي عمومًا باستخدام مادة الصهر المدمجة في تطبيقات التيارات العالية، سواء كانت ذات مرور واحد أو عدة مرور، حيث تكون التكوينات الكيميائية المتسقة عبر العديد من المرور أكثر أهمية من إضافة السبائك، مثل اللحامات الطولية في مصانع الأنابيب. ونوصي باستخدام مادة التلحيم المتكتلة كلما احتاجت التركيبة الكيميائية للمعدن الأساسي أو السلك إلى إضافة سبائك إضافية، وهو أمر شائع في تصنيع الفولاذ عالي القوة ومنخفض السبائك (HSLA).

ما هو التركيب الكيميائي الذي يجعل مادة التلحيم الحبيبية فعالة؟

عادةً ما يندرج النظام المعدني الأساسي للمواد المساعدة الحبيبية ضمن إحدى الفئات التالية: سيليكات المنغنيز، أو سيليكات الكالسيوم، أو الألومينات القاعدية، أو الفلوريد القاعدي. ويُسهم كل نظام بمركبات أكسيدية مختلفة تؤثر على قابلية انفصال الخبث، ومظهر الحبيبات، والخصائص الميكانيكية.

تشمل المكونات الشائعة للأكسيدات الموجودة في تركيبات مادة التذويب الحبيبية المتوفرة تجاريًا ما يلي:

مركب النطاق النموذجي (%) الوظيفة
SiO₂ (السيليكا) 15-35 يحسّن شكل الحبيبات، ويزيد اللزوجة
MnO (أكسيد المنغنيز) 5-30 مزيل الأكسدة، يساهم في نقل المنغنيز
CaO (أكسيد الكالسيوم) 5-25 يضبط درجة القاعدية، ويحسن المتانة
Al₂O₃ (الألومينا) 10-30 يزيد من لزوجة الخبث، ويحسن قابلية الانفصال
MgO (أكسيد المغنيسيوم) 5-20 يزيد من القاعدية، ويقلل من امتصاص الشوائب
CaF₂ (الفلورسبار) 2-15 يقلل من محتوى الهيدروجين، ويحسن درجة النظافة

يُشير مؤشر القاعدية (BI)، الذي يُحسب باستخدام صيغة بونيسزفسكي، إلى ما إذا كان المذيب يتصرف بشكل حمضي أم متعادل أم قاعدي. وعادةً ما ينتج المذيب الحمضي (مؤشر القاعدية أقل من 1.0) حبيبات أكثر استواءً وأوسع نطاقًا ذات مظهر ممتاز، ولكنها تتمتع بصلابة أقل نسبيًّا عند التعرض للصدمات. أما مادة التلحيم القاعدية (مؤشر القاعدية BI أعلى من 1.5) فتنتج صلابة شق فائقة، على حساب شكل حبيبات يصعب التحكم فيه قليلاً وانخفاض قابلية انفصال الخبث في بعض الممرات.

أجرينا العام الماضي اختبارات «شاربي» المقارنة ذات الشق على شكل حرف V عبر ثلاثة نطاقات لقاعدة الفلوكس، وذلك في إطار مشروع للصلب الإنشائي. وقد أظهر معدن اللحام الناتج عن نظام ذوبان قاعدي (BI 2.2) طاقة صدمية تبلغ ضعف طاقة نظام ذوبان حمضي (BI 0.8) تقريبًا عند درجة حرارة تبلغ -40 درجة مئوية، مما يؤكد ما تشير إليه المراجع الفنية، ولكنه يثبت ذلك في ظل ظروف ورشتنا الخاصة بدلاً من الاعتماد الأعمى على ورقة البيانات.

ما هو نوع مادة التلحيم الحبيبية الأنسب لمختلف تطبيقات اللحام؟

يعتمد اختيار مادة التلحيم المناسبة بشكل كبير على شكل الوصلة، ودرجة جودة المعدن الأساسي، والخصائص الميكانيكية المطلوبة، ووضعية اللحام (على الرغم من أن اللحام بالصهر تحت الرمل (SAW) يتم تنفيذه دائمًا تقريبًا في وضع مسطح أو أفقي بسبب نظام التغذية الحبيبي).

التطبيق القلوية الموصى بها لمادة الصهر نظام تدفق نموذجي ملاحظات
الفولاذ الإنشائي (الطري) محايد إلى قاعدي قليلاً سيليكات المنغنيز مظهر حبيبي جيد، وصلابة معتدلة
الأوعية المضغوطة أساسي سيليكات الكالسيوم/فلوريد متطلبات أعلى فيما يتعلق بالصلابة
لحام محيط الأنابيب/لحام الوصلات من القاعدي إلى شديد القاعدية قائم على الفلوريد نسبة هيدروجين منخفضة — أمر بالغ الأهمية
ألواح بناء السفن محايد سيليكات المنغنيز التركيز على تحقيق إنتاجية عالية
لحام التكسية/اللحام التراكبي متكتل خاص مواد التلحيم بنقل السبائك طبقة خارجية من الفولاذ المقاوم للصدأ أو من سبائك النيكل
تصنيع الخزانات المبردة شديد القاعدية النوع منخفض فلوريد الهيدروجين الصلابة عند درجات الحرارة تحت الصفر أمر بالغ الأهمية

هناك نقطة غالبًا ما يغفلها المشترون، وهي أن مادة التلحيم والسلك يشكلان نظامًا متكاملاً. فقد تُظهر مادة التلحيم التي حصلت على تقييم «ممتاز» مع تركيبة كيميائية معينة للسلك أداءً سيئًا عند استخدامها مع تركيبة كيميائية أخرى. ونحن نصر دائمًا على التأكد من ملاءمة مجموعات مادة التلحيم والسلك معًا من خلال إجراء اختبارات فعلية وفقًا لمواصفات إجراءات اللحام (WPS)، بدلاً من الافتراض بأن ادعاءات التوافق العامة الواردة في ورقة بيانات مادة التلحيم تنطبق بشكل عام.

كيف يكون أداء مادة التلحيم الحبيبية أثناء عملية اللحام بالقوس المغمور الفعلي؟

خلال عملية اللحام بالصهر القوسي (SAW)، يتم إيداع مادة التذويب عبر قادوس يقع أمام وحدة تغذية السلك، مما يشكل طبقة يبلغ عمقها عادةً 25-35 ملم. يشتعل القوس الكهربائي أسفل هذه الطبقة، وتؤدي الحرارة الشديدة إلى صهر كل من مادة التذويب وطبقة رقيقة من الحبيبات المحيطة غير المصهورة، مما يؤدي إلى تكوين ثلاث مناطق متميزة: بركة الخبث المنصهر، وقشرة الخبث المتصلبة، والحبيبات غير المستخدمة التي يتم استردادها بالفراغ لإعادة استخدامها (في حالة مادة التلحيم المنصهرة) أو التخلص منها/إعادة استخدامها جزئيًا (المتكتلة).

يُعد توزيع حجم الحبيبات أكثر أهمية مما تؤكده معظم أوراق المواصفات. فالحبيبات الأكثر خشونة (شبكة 8×48، على سبيل المثال) تسمح بكثافات تيار أعلى دون حدوث مشاكل في اختراق مادة التلحيم، مما يجعلها مناسبة لللحام الثقيل بمرور واحد. أما الحبيبات الأكثر نعومة (شبكة 12×65) فهي أكثر ملاءمةً لتطبيقات التيار المنخفض ذات المراحل المتعددة، حيث تكون هناك حاجة إلى حبيبة لحام أكثر إحكامًا وأفضل تحكمًا.

لقد رأينا ورشًا تحاول استخدام مادة التلحيم ذات الشبكة الدقيقة عند إعدادات تيار كهربائي عالية مخصصة لمواد التلحيم ذات الشبكة الخشنة، مما يؤدي إلى “اختراق” مادة التلحيم حيث يخترق القوس طبقة مادة التلحيم، مما يتسبب في تناثر الرذاذ، والتعرض لوميض القوس الكهربائي، وظهور المسامية. إن مطابقة حجم الشبكة مع نطاق التيار المحدد من قبل الشركة المصنعة للمادة المساعدة ليس أمراً اختيارياً، بل هو نقطة تفتيش أساسية لمراقبة الجودة يجب أن تظهر في كل وثيقة من وثائق إجراءات اللحام (WPS).

جدول: حجم الحبيبات مقابل النطاق الموصى به للتيار

حجم الشبكة (منخل أمريكي) نطاق التيار النموذجي التطبيق
8×48 400-1200 أمبير طبقة سميكة في مسار واحد، مع ترسيب عالي
10×65 300-800 أمبير للأغراض العامة، متعدد المراحل
12×65 200-600 أمبير تحكم دقيق في الحبيبات، وأجزاء أرق
20×80 أقل من 400 أمبير التطبيقات التي تتطلب الدقة والفجوات الضيقة

ما هي الاختلافات الرئيسية بين مادة التلحيم الحبيبية وأشكال مادة التلحيم الأخرى؟

جدول مقارنة بين مادة التلحيم الحبيبية ومواد التلحيم المسحوقة والمعجونة والمكبسة.

جدول مقارنة بين مادة التلحيم الحبيبية ومواد التلحيم المسحوقة والمعجونة والمكبسة.

غالبًا ما يرغب الأشخاص الذين يبحثون عن مادة التلحيم الحبيبية في معرفة الفرق بينها وبين مادة التلحيم الموجودة في الأسلاك ذات النواة أو مادة التلحيم اللزجة المستخدمة في عمليات اللحام بالنحاس واللحام بالرصاص، نظرًا لأن مصطلح “مادة التلحيم” يشمل مجالات متعددة من مجالات ربط المعادن.

ميزة المواد المساعدة المُحَبَّبة (SAW) سلك ذو قلب من مادة صهرية مواد التلحيم السائلة/المعجون (اللحام بالنحاس/اللحام بالرصاص)
طريقة التسليم تغذية منفصلة عن طريق قادوس موجود داخل قلب سلكي يُوضع مباشرة على سطح الوصلة
العملية الأولية اللحام بالقوس المغمور FCAW اللحام بالنحاس، اللحام بالصهر
رؤية القوس مدفون، لا يظهر قوس كهربائي قوس مرئي لا ينطبق (لا توجد عملية لحام بالقوس الكهربائي)
حالة الاستخدام النموذجية التصنيع الثقيل، الألواح السميكة اللحام الهيكلي واللحام الميداني الإلكترونيات، وصلات الأنابيب، أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
قابلية إعادة التدوير عالية (الأنواع المدمجة) لا شيء لا شيء

نورد هذه المقارنة لأن عددًا مفاجئًا من استفسارات الشراء التي نتلقاها تتطلب في الواقع سلكًا ذو قلب مادة مساعدة أو معجون لحام، وليس مادة مساعدة SAW حبيبية. إن توضيح توافق العمليات مسبقًا يوفر على المشترين عناء طلب مستهلكات خاطئة تمامًا، وهو خطأ اضطررنا إلى تصحيحه أكثر من مرة بالنسبة للمشترين الصناعيين الجدد غير الملمين بالتداخل بين مصطلحات اللحام.

كيف ينبغي تخزين مادة الصهر الحبيبية والتعامل معها للحفاظ على جودتها؟

تعد الرطوبة أكبر عدو لجودة مادة التلحيم الحبيبية، لا سيما بالنسبة للأنواع المتكتلة والمُربوطة. فالترطيب الذي تم امتصاصه يتحول إلى هيدروجين أثناء عملية اللحام، وهو أحد الأسباب الرئيسية لتشقق الجزء السفلي من حافة اللحام في اللحامات الفولاذية عالية القوة.

يتبع بروتوكول التخزين الداخلي لدينا — الذي تم تحسينه في أعقاب حادثة تكسر هيدروجيني مكلفة وقعت في مشروع خاص بأوعية الضغط منذ عدة سنوات — القواعد التالية:

معلمات التخزين الفلكس المدمج مواد التلحيم المتكتلة/المربوطة
درجة حرارة التخزين درجة حرارة الغرفة مقبولة يُنصح بدرجة حرارة تتراوح بين 20 و25 درجة مئوية
الرطوبة النسبية أقل من 60% أقل من 50%، يُفضل استخدام حاويات محكمة الإغلاق
متطلبات إعادة التجفيف نادرًا ما تكون هناك حاجة إليها يُنصح باستخدامه بعد التعرض لمدة 4 ساعات أو أكثر
درجة حرارة إعادة التجفيف 150-200 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة 300-400 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة (يرجى مراجعة مواصفات الشركة المصنعة)
استخدام فرن الانتظار اختياري يُنصح بشدة باستخدامه أثناء الإنتاج
مدة الصلاحية (قبل الفتح) عادةً ما تتراوح المدة بين سنتين وثلاث سنوات عادةً ما تتراوح المدة بين سنة وسنتين

نفرض الآن أن يتم إعادة تحميص أي كيس مفتوح من مادة التلحيم المتكتلة التي تُركت مكشوفة لأكثر من نوبة عمل واحدة قبل إعادة استخدامها، دون أي استثناءات، بغض النظر عن حالة الطقس في ذلك اليوم. وقد أدى هذا التغيير الإجرائي الوحيد إلى خفض معدل حوادث تكسير الهيدروجين إلى ما يقارب الصفر في جميع المشاريع اللاحقة.

كما يستحق «المواد المساعدة المستردة» (الحبيبات غير المنصهرة التي يتم شفطها من منطقة اللحام) الاهتمام أيضًا. فخلط المواد المساعدة المستردة مع المواد المساعدة الجديدة بنسب تتجاوز توصيات الشركة المصنعة — والتي غالبًا ما لا تتجاوز 50% — يؤدي إلى تغيير تدريجي في التركيب الكيميائي مع تراكم الجسيمات الدقيقة وبقايا الأبخرة، مما يؤدي إلى تغيير درجة القاعدية وخصائص انتقال السبائك عبر الدورات المتكررة.

ما هي المعايير والشهادات الصناعية التي تنطبق على مادة التلحيم الحبيبية؟

يتعين على فرق المشتريات التي تعمل على توريد مادة التلحيم الحبيبية من الأسواق الدولية أن تكون على دراية بمجال الشهادات، حيث تختلف المواصفات باختلاف المنطقة وقطاع الاستخدام النهائي.

المعيار/النص المنطقة نطاق
AWS A5.17 / A5.23 الولايات المتحدة تصنيف مواد التذويب المستخدمة في اللحام بالتيار المتردد (SAW) للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك
EN 760 أوروبا تصنيف التدفق في اللحام بالانصهار
ISO 14174 دولي مادة الصهر المستخدمة في اللحام بالقوس المغمور واللحام بالخبث الكهربائي
GB/T 5293 / GB/T 12470 الصين فلوكس SAW للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك
ABS، DNV، لويدز ريجيستر البحرية/البحرية البعيدة الترخيص لبناء السفن والتصنيع البحري
القسم الثاني، الجزء ج، من معايير ASME أوعية الضغط/الغلايات مواصفات المواد اللازمة لأعمال البناء وفقًا للوائح

بالنسبة لأي مشروع يتطلب الامتثال للمعايير (مثل معايير ASME أو API أو موافقة هيئة التصنيف)، يجب على المشترين التأكد من أن مادة التلحيم تحمل شهادة سارية المفعول خاصة بمزيج مادة التلحيم وسلك اللحام المستخدم، وليس مادة التلحيم وحدها. حيث تقوم هيئات الاعتماد باختبار أزواج مادة التلحيم وسلك اللحام معًا، لذا فإن استبدال أي من المكونين يؤدي من الناحية الفنية إلى إبطال الموافقة الأصلية ما لم يتم إعادة الاختبار.

ننصح كل جهة اتصال في قسم المشتريات التي نعمل معها بأن تطلب شهادة الاختبار الفعلية (وليس ورقة بيانات عامة) التي توضح نتائج الخصائص الكيميائية والميكانيكية الخاصة بالدفعة المعنية، لا سيما بالنسبة لأعمال التصنيع التي تحمل ختم المطابقة للمعايير. فالكتيب العام للمنتج الذي يدعي أنه “يتوافق مع معيار AWS A5.17” لا يحظى بأي وزن يذكر مقارنةً بتقرير اختبار المصنع المعتمد المرتبط برقم الدفعة المحددة التي يتم شحنها.

شهادة اعتماد جودة التدفق التفصيلي من AdTech

شهادة اعتماد جودة التدفق التفصيلي من AdTech

ما هي المشاكل الشائعة التي تحدث عند استخدام مادة التلحيم الحبيبية وكيف يمكن حلها؟

قام مهندسو اللحام لدينا بتجميع هذا الدليل المرجعي لحل المشكلات استنادًا إلى المكالمات الفعلية الواردة من خطوط الإنتاج على مدار عدة سنوات من العمل في مجال الدعم الفني.

المشكلة السبب المحتمل الإجراءات التصحيحية
المسامية في حبيبة اللحام تلوث الرطوبة، المعادن الأساسية الملوثة، عمق التذويب غير الكافي أعد تجفيف مادة التلحيم، ونظف المعدن الأساسي، وتأكد من تغطية مادة التلحيم لمسافة تتراوح بين 25 و35 ملم
ضعف قابلية فصل الخبث قيمة القاعدية غير الصحيحة للمعدن الأساسي، وعدم التوافق بين مادة الصهر وسلك اللحام التحول إلى تدفق ذي قاعدية أعلى، والتحقق من جدول التوافق
الرذاذ المفرط تسرب التدفق، حجم شبكة غير مناسب للتيار زيادة عمق التدفق، ومواءمة الشبكة مع نطاق شدة التيار الكهربائي
تفاوت عرض الحبيبات تقلبات الجهد، تباين عمق التدفق، تدفق ملوث تحقق من استقرار مصدر الطاقة، وقم بتوحيد عمق التدفق
التشقق (الناجم عن الهيدروجين) الرطوبة الزائدة، التسخين المسبق غير الكافي، نوع مادة التلحيم غير المناسب إعادة تحميص مادة التلحيم، وزيادة درجة التسخين المسبق، والتحول إلى مادة تلحيم منخفضة الهيدروجين
تغير اللون/الخبث ذو اللون غير الطبيعي التلوث، نسبة مادة التلحيم المعاد تدويرها المفرطة تقليل نسبة مادة التلحيم المعاد تدويرها، وفحص ظروف التخزين
عدم استقرار القوس الكهربائي تباين في التركيب الكيميائي للمادة المذابة، مادة مذابة رطبة، توصيل أرضي غير جيد التحقق من اتساق دفعة مادة الصهر، والتأكد من تأريض المعدات

تُعزى معظم المكالمات التي نتلقاها إلى سببين أساسيين: الإخفاقات في إدارة الرطوبة، وعدم توافق تركيبات التدفق والسلك وشدة التيار. وكلاهما يمكن تجنبهما تمامًا من خلال الالتزام الصارم بالإجراءات المتبعة، بدلاً من اللجوء إلى أساليب غير مألوفة لحل المشكلات.

كيف تختار المورد المناسب لشراء مادة التلحيم الحبيبية؟

غالبًا ما تسألنا فرق المشتريات عن الفارق بين المورد الموثوق للمواد المساعدة والمورد الذي ينطوي على مخاطر. واستنادًا إلى عمليات تدقيق الموردين التي أجريناها بأنفسنا في العديد من مناطق التصنيع، فإن العوامل التالية هي الأكثر أهمية:

وثائق تتعلق باتساق الدُفعات. يقدم الموردون الموثوقون شهادة تحليل لكل دفعة، وليس فقط للعينات الدورية. فالتباين الكيميائي بين الدفعات، حتى لو كان ضمن النطاقات الاسمية للمواصفات، يمكن أن يؤثر على الخصائص الميكانيكية لللحام في التطبيقات التي تتطلب الالتزام بالمعايير.

التحكم في الرطوبة في المصنع. اسأل الموردين مباشرةً عن عمليات الخبز والتعبئة والتغليف التي يتبعونها. فالتعبئة في أكياس مقاومة للرطوبة تحتوي على مادة ماصة للرطوبة، ويتم إغلاقها بإحكام فور الانتهاء من الخبز، تدل على التزام الشركة بالجودة.

أنظمة التتبع. بالنسبة للأعمال المتعلقة بأوعية الضغط أو خطوط الأنابيب أو الأعمال البحرية، غالبًا ما تكون التتبع الكامل للدُفعة — بدءًا من المواد الخام وصولاً إلى التعبئة والتغليف النهائية — إلزامية بموجب العقد، وليست اختيارية.

سرعة استجابة فريق الدعم الفني. إن المورد الذي يستطيع أن يرشد مهندس اللحام لديكم عبر الهاتف بشأن مشكلة تتعلق بتأهيل إجراءات اللحام (WPS) في غضون ساعات، بدلاً من أيام، يوفر وقتًا حقيقيًّا في الإنتاج عندما تظهر المشكلات في منتصف المشروع.

توزيع متناسق لحجم الحبيبات. اطلب تقارير تحليل الغربلة بشكل دوري. فالموردون الذين يهملون صيانة معدات الغربلة يقومون أحيانًا بشحن مادة التلحيم بتوزيع شبكي أوسع من المحدد، مما يتسبب في مشاكل نطاق التيار المذكورة سابقًا.

لقد تخلينا عن الموردين الذين يعرضون أسعارًا أقل للكيلوغرام الواحد بمجرد اكتشافنا وجود تباين في ممارسات التحكم في الرطوبة خلال زياراتنا للمصانع. وتفوق تكلفة لحام واحد مرفوض في مشروع يخضع لمعايير معينة — بما في ذلك تكلفة إعادة العمل، وإعادة اختبار الفحص غير التدميري (NDT)، والتأخير في الجدول الزمني — أي وفورات قد تتحقق من شراء مادة صهر أرخص ثمناً.

ما الذي يخبئه المستقبل لتقنية مادة الصهر الحبيبية؟

يواصل مصنعو مواد التلحيم تطوير تركيبات تهدف إلى تحقيق معدلات ترسيب أعلى دون المساس بالصلابة، مدفوعين إلى حد كبير بالطلب الناشئ عن مشاريع تصنيع أساسات توربينات الرياح البحرية ومشاريع خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير التي تتطلب أوقات دورات أسرع. كما لاحظنا اهتمامًا متزايدًا بتركيبات مواد التلحيم منخفضة الدخان والمُحسَّنة بيئيًّا، والتي تقلل من تولد أبخرة المنغنيز، استجابةً لتشديد حدود التعرض في أماكن العمل في العديد من البلدان.

ويُعد دمج الأتمتة تحولًا آخر يستحق المتابعة. فالأنظمة الحديثة التي تعمل بتقنية SAW (اللحام بالموجات الصوتية) تجمع بشكل متزايد بين تزويد مادة التلحيم الحبيبية والتحكم التكيفي في الجهد ومستشعرات تتبع خط اللحام، مما يعني أن متطلبات اتساق مادة التلحيم أصبحت أكثر أهمية؛ نظرًا لأن الأنظمة الآلية تتمتع بتفاوت أقل في التركيب الكيميائي، وهو ما قد يعوضه المشغل البشري الماهر من خلال التعديل اليدوي.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن إعادة استخدام مادة التلحيم الحبيبية بعد اللحام؟
يمكن عادةً استرداد مادة الصهر الحبيبية المذابة وإعادة استخدامها، وغالبًا ما يتم مزجها مع مادة صهر جديدة بنسب تصل إلى 50%، نظرًا لأن التركيب الكيميائي للمادة المذابة يظل مستقرًا إلى حد كبير خلال الدورات الحرارية المتكررة. أما مادة الصهر المتكتلة فتتحمل إعادة التدوير بدرجة أقل، لأن جزيئات المادة الرابطة غير المذابة والتلوث الناتج عن الأبخرة تتراكم بسرعة أكبر، مما يؤدي إلى تغير الأداء في وقت أقرب.

ما الذي يتسبب في تغير لون مادة التلحيم الحبيبية بعد التخزين؟
غالبًا ما يشير تغير اللون إلى امتصاص الرطوبة أو أكسدة السطح، لا سيما في الأنظمة القائمة على الفلوريد. وينبغي أن يدفع أي تغير ملحوظ في اللون إلى إجراء فحص للرطوبة أو دورة إعادة تحميص قبل الاستخدام، بدلاً من الافتراض بأن الأمر يقتصر على تغيير شكلي فقط.

هل يمكن استخدام مادة الصهر الحبيبية مع أي سلك لحام؟
لا. يجب اعتماد تركيبة المادة المساعدة والسلك معًا. فالمادة المساعدة التي تعمل بشكل جيد مع سلك من المنغنيز والسيليكون قد تنتج خصائص ميكانيكية مختلفة تمامًا عند استخدامها مع سلك من سبائك النيكل، لأن انتقال عناصر السبائك يعتمد على التفاعل بين المادة المساعدة والسلك، وليس على المادة المساعدة وحدها.

ما هي كمية مادة التلحيم الحبيبية التي تستهلكها عملية اللحام بالموجة الصوتية (SAW) النموذجية لكل كيلوغرام من معدن اللحام؟
تختلف معدلات الاستهلاك باختلاف تصميم الوصلة وإعدادات التيار، لكن هناك قاعدة عامة شائعة تشير إلى أن استهلاك المادة المساعدة يتراوح بين 0.8 و1.2 كيلوغرام لكل كيلوغرام من السلك المودع، على الرغم من أن أنظمة المواد المساعدة شديدة القاعدية قد تسجل أحيانًا معدلات استهلاك أعلى قليلاً بسبب زيادة حجم الخبث.

هل تنتهي صلاحية مادة التلحيم الحبيبية؟
يمكن أن يظل مادة التلحيم المصهورة غير المفتوحة صالحة للاستخدام لعدة سنوات في ظروف التخزين المناسبة. أما مادة التلحيم المتكتلة والمربوطة، فتتمتع بفترة صلاحية عملية أقصر، تتراوح عادةً بين سنة وسنتين، نظرًا لأن تدهور المادة الرابطة وامتصاص الرطوبة يستمران حتى في العبوات المختومة على مدى فترات طويلة.

ما الفرق بين التدفق النشط والتدفق المحايد في تقنية الموجات الصوتية عبر الوسط (SAW)؟
يحتوي الفلكس النشط على مزيلات الأكسدة وعوامل السبائك التي تنتقل إلى حوض اللحام، وهو مفيد في اللحام بتمريرة واحدة على المعادن الأساسية الملوثة قليلاً أو الصدئة. أما الفلكس المحايد فيؤدي إلى تغير كيميائي ضئيل، ويُفضل استخدامه في اللحام متعدد التمريرات حيث قد يؤدي تراكم عناصر السبائك عبر التمريرات إلى إخراج تركيبة معدن اللحام عن النطاقات المقبولة.

لماذا تبدو حبيبة اللحام محدبة بدلاً من أن تكون مسطحة عند استخدام مادة التلحيم الحبيبية؟
غالبًا ما ينتج شكل الحبيبة المحدب عن انخفاض جهد القوس مقارنةً بالتيار، أو عدم ملاءمة قاعدية مادة التلحيم للتطبيق، أو السرعة المفرطة لحركة اللحام. وعادةً ما يتم حل هذه المشكلة عن طريق رفع الجهد قليلاً، أو التحول إلى مادة تلحيم مصممة لتوفير خصائص حبيبة أكثر استواءً.

هل يمكن أن يتسبب مادة التلحيم الحبيبية في حدوث مسامية في معدن اللحام حتى عندما تكون جافة تمامًا؟
نعم، لا يضمن استخدام مادة التلحيم الجافة وحدها الحصول على لحامات خالية من المسامية. فقد تؤدي الأسطح الملوثة للمعدن الأساسي (الصدأ، الزيت، قشور الصقل)، أو عدم كفاية عمق تغطية مادة التلحيم، أو احتباس الغاز الناتج عن مشكلات في ملاءمة الوصلات، إلى حدوث مسامية بغض النظر عن محتوى الرطوبة في مادة التلحيم.

ما هي المدة الزمنية المعتادة لشراء مادة التلحيم الحبيبية المعتمدة؟
غالبًا ما يتم شحن أنواع الفلوكس القياسية المتوفرة في المخزون في غضون أسبوع إلى أسبوعين، اعتمادًا على موقع المورد وحجم الطلب. أما التركيبات المخصصة أو أنواع الفلوكس التي تتطلب وثائق موافقة محددة من هيئات التصنيف، فقد تؤدي إلى إطالة مدة التسليم إلى أربعة إلى ستة أسابيع؛ لذا، ينبغي على فرق المشتريات التي تعمل على مشاريع تتطلب الامتثال للمعايير أن تأخذ توقيت إنجاز إجراءات الاعتماد في الاعتبار عند وضع جداولها الزمنية.

هل يُعدّ مادة التلحيم الحبيبية خطرة عند تخزينها أو نقلها؟
يُصنف مادة التلحيم الحبيبية عمومًا على أنها غير خطرة لأغراض النقل، على الرغم من أنه ينبغي دائمًا مراجعة صحائف بيانات السلامة الخاصة بالتركيبات المحددة؛ حيث إن بعض الأنواع التي تحتوي على الفلوريد تتطلب اتخاذ احتياطات عند التعامل معها تتعلق باستنشاق الغبار أثناء مناولة الأكياس وملء القواديس.

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.