أساسيات لحام التماس اللحام الكامل من المستوى الأول

1. المتطلبات العامة يشمل لحام نقل الإجهاد لحامات المستوى الأول ذات الاختراق الكامل التي يمكنها التعامل مع جميع أنواع الإجهاد بشكل مماثل للمعدن الأساسي، ولحامات الشرائح التي تقاوم قوى القص في المقام الأول، ولحامات المستوى الثاني ذات الاختراق الجزئي. عند إدارتها بالكامل، فإن لحامات المستوى الأول ذات الاختراق الكامل، باستثناء اللحامات ذات الإجهاد المنخفض والإجهاد عالي الدورة مثل عوارض الكتل التاجية، [...].

جدول المحتويات

1. المتطلبات العامة

  1. يوضح الشكل 1 أنه يمكن تصنيف الوصلات الملحومة بلحامات من الدرجة الأولى ذات الاختراق الكامل إلى وصلات ترقوية ووصلات زاوية ووصلات على شكل حرف T بناءً على شكل المكون.

يشمل لحام نقل الإجهاد لحامات المستوى الأول ذات الاختراق الكامل التي يمكنها التعامل مع جميع أنواع الإجهاد بشكل مماثل للمعدن الأساسي, لحامات الشرائح التي تقاوم قوى القص في المقام الأول، ولحامات المستوى الثاني ذات الاختراق الجزئي.

عندما تتم إدارتها بالكامل، تعتبر لحامات المستوى الأول ذات الاختراق الكامل، باستثناء الإجهاد المنخفض والإجهاد عالي الدورة مثل عوارض كتل التاج، أنها تظهر نفس أداء المعدن الأساسي تحت جميع الأحمال، بما في ذلك الزلازل والأحمال المتكررة الأخرى في فولاذ المباني الشائع الاستخدام.

  1. يجب أن يكون اللحام كامل الاختراق من المستوى الأول ملحومًا بالكامل في المقطع بأكمله، ويجب أن تكون قوة موضع اللحام مساوية أو أكبر من قوة المعدن الأساسي.
  2. يجب ألا يقل سمك حلق اللحام كامل الاختراق من المستوى الأول عن سمك معدن القاعدة (يجب استخدام سمك معدن القاعدة الأقل سمكًا إذا كانت سماكة معدن القاعدة مختلفة، ويجب استخدام سمك معدن القاعدة المراد لحامه بعقب إذا تم استخدام وصلات الزوايا والوصلات على شكل حرف T).

إذا كان سُمك الحلق أصغر من سُمك المعدن الأساسي، فلن يفشل فقط في تلبية التفاوت المسموح به في التصميم، بل سيصبح أيضًا مصدرًا لتركيز الإجهاد.

وبالمثل، إذا كان تاج اللحام مرتفعًا جدًا، فسوف يتسبب أيضًا في تركيز الضغط، ومن الضروري الحفاظ على تاج اللحام بحجم معقول.

وصلة لحام المستوى الأول كاملة الاختراق
  1. على سبيل المثال، عندما تتعرض الوصلات على شكل حرف T والمفاصل الركنية لقوى تسحب الألواح الفولاذية في اتجاه سمك اللوحة، من المهم ملاحظة أنه على الرغم من عدم وجود عيوب اللحاملا يزال من الممكن أن تتشقق الألواح الفولاذية بسبب انخفاض قوتها.

من المعروف على نطاق واسع أن نسبة القوة أو الاستطالة في اتجاه السُمك إلى اتجاه الدرفلة لـ الصلب المدرفل يتم تقليل الألواح بشكل عام.

على وجه الخصوص، عندما غير معدنية تنحرف الشوائب (مثل MnS) أثناء درفلة الفولاذ، ويمكن أن تتشقق أو تتقشر تحت ضغط منخفض للغاية.

ونتيجة لذلك، ينبغي مراجعة ودراسة ألواح الصلب المستخدمة في الأجزاء المعرضة لقوى الشد في اتجاه سُمك اللوحة، مثل شفة العمود العلوي في حالة اختراق العمود أو شفة العارضة للأعمدة الخارجية وأعمدة الزوايا في حالة اختراق العارضة.

في الصب المستمر، يمكن أن تؤدي الاختلافات في درجة حرارة التصلب أو انخفاض درجة حرارة السطح إلى انحراف مكونات MnS في مركز سمك الصفيحة وميل إلى انفصال Al2O3 على الطبقة السطحية. ومع ذلك، تحسنت هذه المشكلات في السنوات الأخيرة.

في الآونة الأخيرة، ومع تزايد حجم الإنشاءات، كانت هناك العديد من التقارير عن تشقق اللحام الرقائقي بسبب اللحام متعدد الطبقات لألواح الصلب السميكة.

عادةً ما تستخدم وصلات اللحام من الدرجة الأولى ذات الاختراق الكامل من النوع T في وصلات عوارض الأعمدة في الهياكل الفولاذية التي تتعرض لأقصى قدر من الإجهاد والإجهاد البلاستيكي المتكرر. هذا الجزء هو الأكثر عرضة لتشقق طبقات اللحام.

ولذلك، من الضروري اختيار نوع عالي الجودة صفيحة فولاذيةومراجعة تصميم اللحام وطرق البناء، والاهتمام الشديد بإدارة التسخين المسبق لمنع التشقق في درجات الحرارة المنخفضة للأجزاء الأخرى المتأثرة بالحرارة.

2. شكل الأخدود

شكل الأخدود في وصلة ملحومة عامل حاسم لاستقرار جانبي المفصل.

يمكن أن تؤثر الفجوة الجذرية أو زاوية الأخدود غير الصحيحة سلبًا على جودة وصلة ملحومة.

ولذلك من المهم تحديد شكل الأخدود المناسب بناءً على نوع اللحام الطريقة والمفصل المستخدم.

بالنسبة للتقليدية طرق اللحام، يكون شكل الأخدود القياسي لنوع الوصلة وحجم سطح الجذر مقبولاً طالما أن حجم سطح الجذر أقل من 2 مم عند استخدام لوحة دعم.

بالنسبة لطرق اللحام المتخصصة أو أنواع الوصلات المتخصصة، يجب تقييم البيانات للتأكد من أن شكل الأخدود يفي بمعايير الجودة والبناء، بناءً على ظروفها الخاصة.

3. تاج اللحام

لمنع تركز الإجهاد، يجب ألا يكون تاج اللحام في لحام الاختراق الكامل من المستوى الأول واضحًا بشكل مفرط. يجب أن يكون لتاج اللحام سطح أملس وغير متقطع من المعدن الأساسي، بارتفاع يتراوح من 0 إلى 3 مم.

4. ارتفاع تاج المفصل على شكل حرف T

يجب أن يقلل تاج اللحام في وصلات اللحام على شكل حرف T من تركيز الإجهاد حول منطقة اللحام، وهو أمر بالغ الأهمية في تجنب التشقق أو التشقق في اللوح التناكبي. يظهر تاج اللحام المطلوب في الشكل 2، ومن المهم أن تكون حبة اللحام ملساء. يجب أن يكون ارتفاع تاج اللحام (h) 1/4 من سُمك مفصل المؤخرة، أو 10 مم إذا تجاوز السُمك 40 مم.

الشكل 2 ارتفاع التاج لمفصل T المشترك

5. لوحة التشغيل

عادةً ما يظهر الاختراق الضعيف أو الثقوب الهوائية في بداية اللحام، بينما تظهر الشقوق الفوّهة والعيوب الأخرى غالبًا في النهاية. لتجنب مثل هذه العيوب في اللحام الفعال، يجب وضع صفيحة تشغيل فولاذية ذات شكل مناسب في بداية اللحام ونهايته، كما هو موضح في الشكل 3.

لا توجد حاجة لإزالة اللوح الجاري بعد اللحام ولا تمثل بقاياه مشكلة، كما هو موضح في الشكل 4. ومع ذلك، إذا كان سمك اللوح يتجاوز 50 مم وكان العمود والعارضة بنفس العرض، فيجب قطعه.

على سبيل المثال، عندما تواجه شعاع كتلة التاج إجهادًا منخفضًا وإجهادًا عالي الدورة، يجب قطعه وصقله باستخدام مطحنة.

لا يوصى بتجميع ولحام الصفيحة الجارية مباشرةً عند وصلة شعاع العمود. ويرجع ذلك إلى أن حبة اللحام القصيرة التي يتم إنشاؤها أثناء لحام التجميع للوحة العارضة الجارية تقلل من صلابة الكسر في المنطقة المتأثرة بالحرارة، مما قد يجعلها نقطة بداية الفشل الهش للوحة الحافة بأكملها.

يقدم الشكل 5 مثالاً على الضربة القوسية تجميع الصفيحة واللحام عند مفصل شعاع العمود.

يتم تجميع جهاز لوحة التشغيل ولحامها على اللوحة الخلفية. إذا لم يكن هناك مفر من القيام بذلك في الأخدود، يجب أن يضمن البناء بشكل كامل جودة جزء اللحام بعد اللحام الإيجابي. ومع ذلك، في الممارسة العملية، تكون شروط البناء أكثر صرامة من اللحام الأمامي، مما يؤدي إلى عدم كفاية التجميع جودة اللحام.

من الضروري إزالة أو إعادة ذوبان حبة اللحام التجميعية أثناء اللحام الأمامي، خاصةً في الوصلات الحرجة مثل اللحام بالاختراق الكاملباستخدام إحدى الطرق التالية:

  • قم بإزالة حبة اللحام التجميعية بقوس الغاز قبل اللحام.
  • استخدم حفارًا خلفيًا لإزالة لحام التجميع المتبقي في نهاية اللحام الأولى.
  • إعادة صهر حبة اللحام المجمعة بدون عيوب متبقية.

يتم إجراء اللحام التجميعي باستخدام إما اللحام الكهربائي أو اللحام المحمي بالغاز. عند لحام ألواح الصلب السميكة ذات طول حبة اللحام الأقصر، قد يصبح جزء اللحام أكثر صلابة عن طريق التسخين والتبريد السريع وقد يحدث التشقق بسبب كمية الهيدروجين القابل للانتشار ودرجة التقييد. يكون هذا الميل أكثر وضوحًا مع الألواح الأكثر سمكًا أو تركيبة السبائك الأعلى.

ولذلك، يجب استخدام أقطاب الهيدروجين المنخفضة الهيدروجين في اللحام التجميعي مع تغطية اللحام الكهربائيبناءً على سُمك الصفيحة ونوع الفولاذ. ومع ذلك، قد يكون من الصعب تغيير القطب الكهربائي اعتمادًا على سُمك ودرجة الفولاذ، لذلك يوصى باستخدام أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين باستمرار عند استخدام اللحام الكهربائي المغطى.

كما أن اللحام المحمي بالغاز فعال أيضًا في منع التشقق بسبب انخفاض انتشار غاز الهيدروجين القابل للانتشار، وينبغي استخدامه في اللحام التجميعي. كما أن التسخين المسبق فعال أيضًا في منع التشقق وينبغي إجراؤه في نفس ظروف اللحام العادي أثناء التجميع واللحام.

تتضمن الطرق الأخرى لاستبدال طريقة اللوح السائبة استخدام ألواح سائبة ثابتة ملبدة مصنوعة من التدفق أو السيراميك أو ألواح فولاذية مختومة، أو استخدام طريقة اللوح الخلفي وطريقة اللحام الخلفي وطريقة الإزالة الطرفية وغيرها من الطرق للتخلص من الألواح السائبة.

تنطبق هذه الطريقة على اللحام المسطح والفولاذ Q235 و Q345. ومع ذلك، إذا كان قابلية اللحام يؤكد الاختبار أن جودة جزء اللحام مساوية أو أعلى من جودة طريقة بناء الصفيحة الفولاذية الجارية على الصفيحة الفولاذية، يمكن استخدامها خارج هذا النطاق.

يجب أن يكون فني اللحام مؤهلًا في طريقة اللحام المكافئة ومعترفًا به من قبل المشرف على المشروع من خلال الفحص الإضافي تكنولوجيا اللحام لطريقة الصفيحة الجارية المكافئة.

فيما يلي الاعتبارات الأكثر شيوعًا لعلامات التبويب الثابتة من النوع الثابت في طرق البناء:

  • للحفاظ على أداء الوصلة، يجب ألا تتداخل مادة لسان التشغيل من النوع الثابت مع معدن اللحام في موضع اللحام.
  • يتم وضع اللوحة الداعمة في مكانها لمنع معدن اللحام من التقطير في نهاية عملية اللحام ويجب أن يمتد حوالي 10 مم من الطرف المعدني الأساسي.
  • يتم توصيل لسان التشغيل من النوع الثابت بإحكام بمعدن القاعدة باستخدام طرق مثل الأسلاك الفولاذية أو التركيبات المغناطيسية.

بالنسبة لطريقة اللحام، كما هو موضح في الشكل 6، يبدأ القوس عند النقطة التي يدخل فيها طرف المعدن الأساسي 15-20 مم ثم يعود للخلف لضمان الاختراق الكامل في النهاية أثناء الطبقة الأولية من اللحام.

6. وصلات بسماكات ألواح مختلفة

عندما تكون المواد المستخدمة في المؤخرة اللحام المشترك لها سماكات مختلفة، يجب إجراء اللحام من المادة الأقل سمكًا إلى المادة الأكثر سمكًا لضمان توزيع الإجهاد بسلاسة.

كما هو موضح في الشكل 7 (أ)، عندما يتجاوز الفرق في السمك 10 مم بسبب اختلاف سمك الصفيحة أو عندما تتعرض عارضة كتلة التاج لضغط منخفض وإجهاد دوري مرتفع، يجب أن تكون الصفيحة السميكة بزاوية أقل من 1/2.5 ويجب أن يكون الأخدود أرفع. يجب أن تكون الألواح على نفس الارتفاع.

ومع ذلك، كما هو موضح في الشكل 7 (ب)، عند لحام وصلة الصفيحة المجنحة لحزمة SRC المشكلة من خلال رأس قوس على كلا الجانبين (الحفار)، إذا تجاوز الفرق في سمك الصفيحة 10 مم، فإن التسليح لحام الشرائح يجب استخدامها.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن اللحام أحادي الجانب للوحة الدعم يجب أن يوافق عليه مشرف المشروع.

7. التلاعب بالهواء

عند اللحام من كلا الجانبين، يجب إجراء التثقيب بالهواء كمبدأ عام قبل لحام الطبقة الأولى على الظهر.

الطبقة الأولى من اللحام السطحي غالبًا ما تكون عرضة للعيوب مثل التشقق وضعف الاختراق واحتواء الخبث بسبب سرعة التبريد السريعة. ولمعالجة هذه المشاكل، من الضروري إجراء عملية الحفر بالهواء لإزالة أي عيوب في الطبقة الأولى من السطح.

ومع ذلك، إذا تم استخدام اختبار الإنشاء أو الفحص غير المدمر أثناء اللحام بالقوس المغمور للتحقق من أن الطبقة الأولى على الظهر تتمتع باختراق جيد، فيمكن حذف التلاعب بالهواء.

8. صفيحة دعم

لضمان الاختراق السليم للجذر عند استخدام صفيحة دعم، يجب توفير خلوص كافٍ للجذر لضمان اتصال وثيق. إذا لم يتم إحكام ربط لوحة الدعم بالكامل وكانت فجوة الجذر صغيرة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى عيوب اللحام مثل ضعف الاختراق أو احتواء الخبث في الجذر.

يجب أن تكون صفيحة الدعم مصنوعة بشكل عام من مادة Q345B. بالنسبة للمواد الأخرى، من المهم فحص تركيبها الكيميائي (P، S، C، C، C، إلخ) للتأكد من أنها مناسبة للحام.

بصفة عامة، يجب تركيب اللوحة الداعمة لمفصل شعاع العمود داخل اللوحة المجنحة. ومع ذلك، يمكن تركيب لوحة الحافة السفلية من الخارج إذا لزم الأمر للحام في الموقع. يظهر موضع اللوحة الداعمة في الشكل 8.

يتعرض اللحام التجميعي للوحة الدعم لإجهاد الشد وإجهاد الانحناء البسيط، حيث يتعرض اللحام الشرائحي لأقصى إجهاد. وهذا نوع اللحام بسيط نسبيًا، ولكنه أيضًا عرضة للكسر. في كثير من الحالات، يتم إجراء اللحام التجميعي دون تسخين مسبق للحام الشرائح.

في حين أن طول حبة اللحام الأصلية قد يكون كافيًا، إلا أن صلابة الكسر لمعدن اللحام أو المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) منخفضة، مما قد يؤدي إلى فشل هش للمفصل بأكمله إذا انكسرت شريحة اللحام.

ونتيجة لذلك، يجب ألا يتم تجميع ولحام اللوحة الخلفية عند وصلة العارضة العمودية في حدود 10 مم من أي من طرفي شفة العارضة أو في حدود 10 مم من مقدمة R أو مقدمة اللحام الشرائحية لشريحة الوصلة [الشكل 9 (1)]. وبدلاً من ذلك، يجب إجراء التجميع واللحام في موضع اللحام على اللوح [الشكل 9 (2)] أو ربع عرض لوحة جناح العارضة [الشكل 9 (3)]. إذا تم تركيب الصفيحة الجارية على اللوحة على السطح الخارجي للوحة المساندة أو شفة العارضة، فلا ينبغي تجميعها ولحامها على السطح الخارجي لشفة العارضة وشفة العمود [الشكل 9 (2)].

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
شين
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!

الدليل الشامل ل 6GR لحام 6GR

هل تساءلت يومًا كيف يحقق اللحامون وصلات مثالية في المواضع الصعبة؟ اللحام 6GR هو تقنية متخصصة في لحام خطوط الأنابيب بحلقة عوائق بزاوية 45 درجة، وهي تقنية حاسمة لضمان...

استهلاك قضبان اللحام: دليل الحساب

هل تساءلت يومًا عن كيفية حساب استهلاك قضبان اللحام بدقة؟ في منشور المدونة هذا، سنستكشف الطرق والصيغ التي يستخدمها خبراء الصناعة لتقدير استهلاك قضبان اللحام...
القسم الأول مبدأ التلاعب بالقوس الكربوني وتطبيقه

تلاعب القوس الكربوني: دليل شامل لكل شيء

هل تساءلت يومًا كيف يقوم المحترفون بعمل قطع دقيقة في المعدن السميك دون اللجوء إلى الطرق التقليدية؟ قد يكون التقطيع بالقوس الكربوني هو الإجابة التي تبحث عنها. هذه العملية، باستخدام...
الدليل الشامل لتقييم عملية اللحام

الدليل الشامل لتقييم عملية اللحام

ماذا لو كان بإمكانك التأكد من أن اللحامات الخاصة بك مثالية في كل مرة؟ في هذه المقالة، سوف نستكشف تقييم عملية اللحام، وهي طريقة حاسمة لاختبار تقنيات اللحام وتحسينها. سوف...
أساسيات وصلات اللحام دليل كامل لمفاصل اللحام

أساسيات وصلات اللحام: دليل كامل

هل تساءلت يومًا كيف يقوم اللحام بتحويل القطع المعدنية المنفصلة إلى كل موحد؟ تستكشف هذه المقالة عالم وصلات اللحام الرائعة، وتتناول أنواعها وخصائصها الميكانيكية وخصائصها الميكانيكية...
لحام الفولاذ منخفض الحرارة دليل شامل

لحام الفولاذ منخفض الحرارة: دليل شامل

يتطلب لحام الفولاذ منخفض الحرارة فهمًا دقيقًا لخصائص المواد، حيث يمكن أن تؤدي الظروف القاسية إلى حدوث أعطال هشة. تناقش المقالة المتطلبات الفنية للصلب منخفض الحرارة مع التأكيد على أهمية اللحام في درجات الحرارة المنخفضة...
لحام الفولاذ الكربوني

لحام الفولاذ الكربوني: شرح

لماذا يُعد لحام الفولاذ الكربوني فنًا وعلمًا في آن واحد؟ يُعد فهم قابلية اللحام لمختلف أنواع الفولاذ الكربوني - من منخفض الكربون إلى عالي الكربون - أمرًا بالغ الأهمية لضمان وجود وصلات قوية ومتينة. هذا...
الماكينةMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.