لحام القوس الكهربائي هو تقنية لحام حديثة وفعّالة يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات للانضمام بين القطع المعدنية بشكل دائم. يتم تحقيق هذا النوع من اللحام عن طريق توليد حرارة عالية من خلال القوس الكهربائي الذي يتشكل بين الإلكترود والمعدن المراد لحامه.
القوس الكهربائي هو عبور للشحنات الكهربائية عبر ثغرة تكون بين النواقل، وهذا القوس يصل درجة حرارته إلى ما يصل إلى 5000 درجة سيليزية، مما يكفي لصهر المعادن مثل الحديد وسبائكه.
عملية لحام القوس الكهربائي تشمل استخدام إلكترود معدني منصهر يتم تغذيته خلال القوس لملء الفراغ بين القطع المراد لحامها. من المهم أن يكون معدن الإلكترود مشابهًا للمعدن المراد لحامه لضمان التوافق والجودة في اللحام. ولزيادة كفاءة عملية اللحام وحماية الحوض المنصهر من التأكسد بواسطة الهواء، يتم تغطية الإلكترود بطبقة عازلة تنصهر خلال عملية اللحام، مما يولد كمية من الغازات التي تغطي الحوض المنصهر وتحميه.
للحصول على قوس كهربائي نحتاج إلى تيار عالي الشدة ونحصل على التيار عالي الشدة بواسطة محول
المحول هو جهاز ينقل الطاقة الكهربائية بين دارتين أو أكثر بواسطة التحريض الكهرطيسي ، يتألف من ملفين يحيطان بنواة حديدية ، يمر في الملف الأولي تيار كهربائي متغير أو متناوب فيولد في النواة الحديدة حقلاً مغناطيسياً متغيراً وهذا الحقل يولد في الملف الثانوي تيارً كهربائياً متغيراً وذلك حسب قانون فاراداي في التحريض الكهربائي
يعطى بالعلاقة التالية
Vp/Vs=Np/Ns
Ip/Is=Ns/Sp
حيث :
Vp الجهد على الملف الأولي بالفولط
Vs الجهد على الملف الثانوي بالفولط
Np عدد لفات الملف الأولي
Ns عدد ملفات الملف الثانوي
Ip التيار في الملف الأولي بالأمبير
Is التيار في الملف الثاني بالأمبير
أنواع اللحام القوسي:
- لحام القوس المعدني (SMAW): يعتمد على استخدام إلكترود معدني مغطى بطبقة عازلة. هذا النوع من اللحام يعتبر واحدًا من الأكثر شيوعًا ويمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
- لحام القوس الغازي (GMAW): يستخدم غاز حماية مع الإلكترود لحماية المعدن المنصهر من التأكسد. هذا النوع من اللحام يعرف أيضًا باسم لحام MIG (Metal Inert Gas).
- لحام القوس الغازي بالتعبئة (FCAW): يستخدم إلكترود يحتوي على مسحوق معدني مع غاز حماية لإنتاج القوس الكهربائي. هذا النوع من اللحام يمكن استخدامه في ظروف الترطيب والرياح.
- لحام القوس الكهربائي الكربوني (CAC-A): يستخدم إلكترود معدني مغطى بطبقة عازلة تحتوي على مواد كربونية. هذا النوع من اللحام يستخدم في تصليح الحديد الزهر والمعادن الأخرى.
أنواع الإلكترودات:
- إلكترودات قاسية (HARD): تستخدم هذه الإلكترودات لللحام في الوضع الأفقي والتي تتطلب إضافة معدن إضافي للحام.
- إلكترودات قلوية (BASIC): تستخدم هذه الإلكترودات في اللحام الرأسي والأفقي، وهي تحتوي على مسحوق معدني يزيد من كفاءة اللحام.
- إلكترودات خزفية (CELLULOSE): تعتبر مناسبة لللحام الرأسي واللحام في مواقع صعبة، وتحتوي على طبقة عازلة من مواد السليلوز.
- إلكترودات محايدة (NEUTRAL): تستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات ولا تتطلب إضافة معدن إضافي للحام.
طرق اللحام القوسي:
- لحام الجذر (Root Pass): يتم هنا لحام الجزء الداخلي للاتصال بين القطع المعدنية.
- لحام التمليء (Filler Pass): يتم هنا تكميل الجذر بواسطة إضافة المزيد من المعدن المنصهر لملء الفراغ بين القطع.
- لحام الغطاء (Cover Pass): يتم هنا لحام الطبقة الخارجية للاتصال لتوفير حماية إضافية وجعل اللحام أكثر تحملًا للبيئة.
- لحام الإزالة (Back Gouging): يستخدم لإزالة المعدن الزائد وإعداد السطح للحام.
- لحام التحليل الحراري (Preheating and Postheating): تُستخدم هذه العمليات للتحكم في درجة الحرارة لتجنب التشققات وضمان جودة اللحام.
في الختام، يمثل لحام القوس الكهربائي تقنية هامة في مجال الصناعات المعدنية والبناء، وتعد معرفة أنواع اللحام وأنواع الإلكترودات وطرق اللحام ضرورية لضمان جودة الأعمال وسلامة الهياكل المعدنية
مصادر : https://www.millerwelds.com/resources/welding-guides
