فهم عملية اللحام بتقنية TIG خطوة بخطوة

اللحام بتقنية TIG، وهو اختصار لـ«اللحام بالغاز الخامل باستخدام التنغستن»، هو طريقة لحام عالية الدقة تُفضل لقدرتها على إنتاج وصلات لحام قوية ونظيفة وجميلة المظهر. يُستخدم اللحام TIG بشكل شائع في صناعات مثل صناعة الطيران والسيارات وتجهيز الأغذية، ويوفر تحكمًا لا مثيل له في الحرارة ومواد الحشو، مما يجعله مثاليًا للمعادن الرقيقة والسبائك النادرة والوصلات الحرجة.

في هذه المقالة، نقدم نظرة عامة تفصيلية خطوة بخطوة على عملية اللحام TIG، لمساعدتك على فهم التسلسل الفني والاعتبارات المهمة ذات الصلة.

الخطوة 1: فهم مبدأ اللحام TIG

يستخدم اللحام TIG قطبًا كهربائيًا من التنجستن غير قابل للاستهلاك لتوليد قوس كهربائي بين القطب وقطعة العمل. ويقوم غاز حماية خامل — عادةً الأرجون النقي — بحماية منطقة اللحام من التلوث الجوي. وقد يقوم عامل اللحام بإضافة معدن حشو يدويًا أو لا يقوم بذلك، اعتمادًا على نوع الوصلة وسماكتها.

المكونات الرئيسية:

• مصدر الطاقة: عادةً ما يكون تيارًا مستمرًا أو مترددًا حسب المادة.
• قطب التنغستن: غير قابل للاستهلاك؛ يحافظ على القوس.
• قضيب الحشو (اختياري): يتم إدخاله يدويًّا في حوض اللحام.
• غاز الحماية: الأرجون أو خليط من الأرجون والهيليوم.
• الشعلة: توجه القوس والغاز الواقي.

الخطوة 2: تحضير المواد

يعد التحضير السليم للسطح أمرًا بالغ الأهمية في اللحام بتقنية TIG.

خطوات التحضير:

• تنظيف المعدن الأساسي: استخدم فرشاة سلكية أو الأسيتون أو الكحول لإزالة الشوائب.
• إزالة الحواف الخشنة: تأكد من أن حواف الوصلة ناعمة لتجنب عدم استقرار القوس الكهربائي.
• اختيار نوع الوصلة: اختر بين الوصلات التناكبية أو المتداخلة أو الزاوية أو على شكل حرف T حسب شكل القطعة.
• التثبيت: استخدم المشابك أو اللحامات المؤقتة لتثبيت القطع في مكانها، مع ضمان المحاذاة المناسبة والفجوة المناسبة.

الخطوة 3: إعداد جهاز اللحام TIG

يضمن الإعداد الصحيح استقرار خصائص القوس وجودة لحام متسقة.

اضبط الإعدادات التالية:

• القطبية:
  • DCEN (تيار مستمر سالب القطب) للفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس.
  • AC (تيار متردد) للألومنيوم والمغنيسيوم.
• شدة التيار: اضبطها بناءً على سماكة المادة (على سبيل المثال، ~1 أمبير لكل 0.001 بوصة من سماكة المادة كنقطة انطلاق).
• معدل تدفق الغاز: عادةً ما يكون 15–20 CFH (قدم مكعب في الساعة).
• وقت ما بعد التدفق: 5–15 ثانية لحماية التنغستن وحوض اللحام بعد انتهاء القوس.

الخطوة 4: اختيار القطب والمادة المملئة

يؤثر اختيار القطب والمعدن الحشو بشكل كبير على جودة اللحام والخصائص الميكانيكية.

أقطاب التنغستن:

• 2% مضاف إليها الثوريوم (أحمر): بدء قوس ممتاز، تُستخدم للفولاذ.
• 2% مضاف إليه اللانثان (أزرق): متعدد الاستخدامات؛ مناسب لكل من التيار المتردد والتيار المستمر.
• التنغستن النقي (أخضر): مثالي للألومنيوم مع التيار المتردد.

قضبان الحشو:

• تتوافق مع المعدن الأساسي (على سبيل المثال، ER70S-6 للفولاذ الكربوني، وER308L للفولاذ المقاوم للصدأ، وER4043 أو ER5356 للألومنيوم).
• يتراوح القطر عادةً بين 1/16 بوصة و3/32 بوصة.

الخطوة 5: التعامل مع الشعلة والسلامة

قبل إشعال القوس الكهربائي، تأكد من أنك مجهز بشكل صحيح وأن الشعلة في الوضع الصحيح.

معدات السلامة:

• خوذة لحام بدرجة تظليل مناسبة (10–13).
• قفازات TIG وسترة مقاومة للهب.
• نظام شفط الدخان أو التهوية للمناطق الضيقة.

وضع الشعلة:

• أمسك الشعلة بزاوية 10–15° من الوضع الرأسي، مائلة بعيدًا عن اتجاه الحركة.
• حافظ على فجوة تبلغ 1/8 بوصة أو أقل بين التنغستن وقطعة العمل.
• حافظ على ثبات يديك باستخدام مسند للمعصم أو الأصابع كلما أمكن ذلك.

الخطوة 6: إشعال القوس

غالبًا ما تشتمل آلات اللحام TIG الحديثة على إمكانيات بدء القوس بالتردد العالي (HF) أو رفع القوس.

طرق بدء القوس:

• بدء HF: يسمح ببدء القوس بدون تلامس. مثالي للألومنيوم.
• رفع القوس: طريقة اللمس والرفع. أكثر أمانًا للبيئات الحساسة للإلكترونيات.

الخطوة 7: تكوين بركة اللحام

بمجرد تكوين القوس، سيتشكل حوض صهر صغير على سطح المعدن الأساسي. يعد التحكم في حوض اللحام هذا هو مفتاح الحصول على لحام TIG عالي الجودة.

نصائح لتكوين حوض اللحام:

• راقب حتى يغمر المعدن المنصهر المعدن الأساسي بشكل متساوٍ.
• لا تتعجل — تحرك ببطء وثبات.
• بالنسبة للوصلات التناكبية، تأكد من اندماج الجانبين قبل إضافة معدن الحشو.

الخطوة 8: إضافة معدن الحشو

عادةً ما يُضاف المعدن المملئ يدويًّا عن طريق إدخال القضيب في الحافة الأمامية لبركة اللحام المنصهرة.

التقنيات الأساسية:

• قم بإدخال القضيب بوتيرة وزاوية ثابتتين (بزاوية ~15°–20° من قطعة العمل).
• أضف المعدن الملء في مقدمة حوض اللحام، وليس مباشرةً في القوس.
• قم بمزامنة حركات اليدين — بحيث يتقدم الشعلة قليلاً عن مادة الحشو.

بالنسبة للحام الذاتي (بدون معدن ملء)، ركز فقط على الانصهار دون إضافة أي مادة.

الخطوة 9: تحريك الشعلة

تضمن حركة الشعلة الثابتة والدقيقة تشكيل حبيبة متساوية وانصهارًا كافيًا.

نصائح للحركة:

• حرك الشعلة في خط مستقيم أو بحركة متعرجة طفيفة إذا كانت هناك حاجة لتغطية أوسع.
• حافظ على طول القوس — لا تدعه يزداد أو ينقص.
• حافظ على سرعة الحركة ثابتة لتجنب حدوث انحراف أو مدخلات حرارية مفرطة.

بالنسبة لحامات الزوايا والوصلات، اضبط زاوية الشعلة وفقًا لذلك لضمان الانصهار في كلتا المادتين الأساسيتين.

الخطوة 10: إنهاء اللحام

إن إنهاء القوس بشكل صحيح لا يقل أهمية عن بدايته.

خطوات الإنهاء:

• قلل التيار تدريجيًا باستخدام دواسة القدم أو ميزة الانحدار.
• لا توقف القوس فجأة — فقد يتسبب ذلك في حدوث حفرة أو تشقق.
• ثبّت الشعلة في مكانها حتى يواصل الغاز التدفق لحماية اللحام والتنجستن أثناء التبريد.

الخطوة 11: الفحص والتنظيف بعد اللحام

بعد الانتهاء من اللحام، تحقق من جودة اللحام وقم بخطوات التشطيب اللازمة.

معايير الفحص:

• حبيبة ناعمة وموحدة مع الحد الأدنى من الرذاذ.
• عدم وجود شقوق أو مسامية أو انحراف.
• اختراق جيد مرئي عند جذر اللحام (للمفاصل المفتوحة).

التنظيف:

• بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ: استخدم فرشاة مخصصة للفولاذ المقاوم للصدأ أو معجون التنظيف.
• بالنسبة للألومنيوم: لا يلزم سوى القليل من التنظيف ما لم يكن هناك سخام مفرط.