لماذا تفشل لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ أحادية المرور باستخدام تقنية اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز (FCAW) باستمرار في عمليات الفحص؟ يُلقي ديفيد ماير وروب كولتز نظرة فاحصة على أسباب هذه الإخفاقات. (صور غيتي)
س: نقوم بإصلاح كاشطات فولاذية ملحومة في نظام تجفيف في بيئة رطبة. فشلت لحاماتنا في عمليات الفحص بسبب المسامية والتشققات والتآكل. نقوم بلحام الفولاذ من A514 إلى A36 باستخدام فولاذ 309L بقطر 0.045 بوصة، في جميع الأوضاع، مع استخدام غاز الأرجون بنسبة 75% وثاني أكسيد الكربون بنسبة 25% لتحسين مقاومة التآكل.
جربنا استخدام أقطاب لحام من الفولاذ الكربوني، لكن اللحامات تآكلت بسرعة كبيرة، ووجدنا أن الفولاذ المقاوم للصدأ يؤدي أداءً أفضل. جميع اللحامات تتم في وضع مسطح، بعمق 3/8 بوصة. نظرًا لضيق الوقت، تم إنجاز جميع اللحامات دفعة واحدة. ما الذي قد يتسبب في فشل اللحامات؟
يحدث التآكل عادةً نتيجةً لعدم مطابقة معايير اللحام للمواصفات، أو استخدام تقنية لحام غير سليمة، أو كليهما. لا يمكننا التعليق على معايير اللحام لعدم معرفتنا بها. أما التآكل الذي يحدث عند درجة حرارة 1F، فعادةً ما ينتج عن زيادة حجم حوض اللحام أو سرعة اللحام العالية جدًا أو المنخفضة جدًا.
بما أن اللحام يحاول ترسيب 3/8 بوصة، فإن احتمال الإفراط في استخدام الشعلة قد يكون مسؤولاً جزئياً عن لحام الزاوية أحادي المرور باستخدام سلك لحام ذي قلب تدفق صغير القطر. ومع ذلك، يبدو أن المشكلة تكمن في استخدام الأداة الخاطئة أثناء العمل وليس في خلل فني، وهذا هو السبب.
تنتج المسامية عن الشوائب في اللحام، أو فقدان أو زيادة غاز الحماية، أو امتصاص مفرط للرطوبة من قبل سلك اللحام ذي القلب المحشو بالتدفق. ذكرتَ أن هذه عملية إصلاح على وسط رطب داخل المجفف، لذا إذا لم يتم تنظيف اللحامات جيدًا، فقد يكون هذا هو السبب الرئيسي للفراغات.
المعدن المستخدم في اللحام هو سلك لحام ذو قلب تدفق، يتميز هذا النوع من الأسلاك بنظام تجميد سريع للخبث. هذا ضروري لدعم حوض اللحام عند اللحام عموديًا لأعلى أو فوق الرأس. لكن من عيوب التجميد السريع للخبث أنه يتصلب قبل حوض اللحام أسفله. إذا استمرت الغازات في الانطلاق، فإنها عادةً ما تُحتبس وتظهر لاحقًا على شكل مسامات أو آثار دودة سطحية. ويتفاقم هذا الأمر عند اللحام في وضع أفقي باستخدام سلك ذي قطر صغير ومحاولة تكوين لحام كبير في تمريرة واحدة، كما هو الحال في تطبيقك.
قد يحدث تشقق اللحام في بدايته ونهايته لعدة أسباب. بما أنك تقوم بوضع خرزة كبيرة باستخدام سلك ذي قطر صغير، فمن المحتمل أن تواجه عدم كفاية الانصهار (LOF) عند جذر اللحام. يُعد تشقق اللحام ظاهرة شائعة بسبب الإجهاد المتبقي العالي للحام وعدم كفاية الانصهار عند الجذر.
بالنسبة لهذا المقاس من الأسلاك، يُنصح باستخدام تمريرتين أو ثلاث تمريرات لإكمال 3/8 بوصة. لا تستخدم لحامات الزاوية. قد تجد أنه من الأسرع عمل ثلاث لحامات خالية من العيوب بدلاً من عمل لحام واحد معيب ثم الاضطرار إلى إصلاحه.
مع ذلك، ثمة مشكلة أخرى قد تلعب دورًا أكبر في تشقق اللحام، وهي المستوى غير الصحيح للفريت في اللحام، والذي غالبًا ما يكون السبب الرئيسي للتشقق. طُوّر سلك اللحام 309L خصيصًا للحام الفولاذ المقاوم للصدأ بالفولاذ الكربوني، وليس الفولاذ الكربوني بالفولاذ الكربوني. كما أن التركيب الكيميائي المحدد لهذا المنتج يأخذ في الاعتبار تخفيفًا طفيفًا في نسبة المعدن الأساسي لكلا المعدنين. لذا، في تطبيقات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بالفولاذ الكربوني، تساعد بعض السبائك المشتقة من الفولاذ المقاوم للصدأ على موازنة التركيب الكيميائي وإنتاج كميات مقبولة من الفريت. استخدام معدن حشو يحتوي على حوالي 50% من الفريت، مثل 312 أو 2209، سيقضي على احتمالية حدوث تشقق بسبب انخفاض محتوى الفريت.
أفضل طريقة لتوفير مقاومة ممتازة للتآكل هي لحام الوصلة باستخدام قطب كهربائي قياسي من الكربون أو الفولاذ المقاوم للصدأ، ثم إضافة طبقة من قطب كهربائي سطحي. مع ذلك، ذكرتَ أنك كنتَ مُقيَّدًا بضيق الوقت، وأن أي عملية لحام متعددة المراحل كانت مستحيلة.
جرّب استخدام سلك ذي قطر أكبر، مثل 1/16 بوصة أو أكبر. يُعدّ استخدام سلك ذي قلب تدفق محمي بالغاز مثاليًا لأنه يوفر تنظيفًا أفضل للحام وحماية أفضل لتدفق الهواء مقارنةً بالأسلاك غير المحشوة بالتدفق. مع ذلك، بدلًا من سلك متعدد الأوضاع، فإنّ السلك المسطح والأفقي فقط هو الذي يُقلّل من المسامية أو آثار التآكل. كما يُنصح بتغيير معدن الحشو من 309L إلى 312 أو 2209.
مجلة WELDER، التي كانت تُعرف سابقًا باسم Practical Welding Today، تُسلط الضوء على الأشخاص الحقيقيين الذين يصنعون المنتجات التي نستخدمها ونعمل معها كل يوم. وقد خدمت هذه المجلة مجتمع اللحام في أمريكا الشمالية لأكثر من 20 عامًا.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The FABRICATOR، سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
أصبح الإصدار الرقمي من مجلة الأنابيب والأنابيب متاحًا بالكامل الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي تقدم أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The Fabricator en Español، سهولة الوصول إلى موارد صناعية قيّمة.