لحام وصلة خزان الوقود مانع للتسرب يتطلب تداخلًا ثابتًا بين نقاط اللحام المتجاورة، وتلامسًا مستقرًا لعجلة القطب الكهربائي، ومدخل حرارة متحكم فيه، وتتبعًا دقيقًا على طول الحافة. عادةً ما يشير الاحتراق إلى حرارة مفرطة أو مركزة محليًا، بينما يتأثر التشوه بمدخل الحرارة الإجمالي، وهندسة الخزان، ودعم التثبيت، وتسلسل اللحام.
تناقش هذه المقالة اللحام المقاوم بالوصلات الصناعية لخزانات الوقود الفولاذية المصنعة حديثًا وغير المستخدمة والحاويات المعدنية المغلقة المماثلة. هذه ليست دليلًا لإصلاح الخزانات التي احتوت على وقود. قد تحتفظ خزانات الوقود المستعملة بأبخرة قابلة للاشتعال وتتطلب إجراءات سلامة متخصصة.
اللحام المقاوم بالوصلات هو شكل مستمر من اللحام المقاوم. بدلاً من الأقطاب الكهربائية الثابتة المنفصلة التي تنتج لحامات فردية، تطبق أقطاب العجلة الدوارة الضغط وتوصل تيار اللحام أثناء تحرك قطعة العمل على طول مسار اللحام.
تنشئ العملية سلسلة من نقاط اللحام على طول حواف الصفائح المعدنية المتداخلة. لتشكيل وصلة محكمة الغلق، يجب أن تتداخل هذه النقاط بشكل كافٍ وأن تظل ثابتة طوال الوصلة بأكملها.
أثناء اللحام، يمر التيار عبر منطقة التلامس بين الصفيحتين. تولد المقاومة الكهربائية الحرارة، بينما تحافظ أقطاب الأسطوانة على الضغط على الوصلة. اعتمادًا على برنامج اللحام، قد يتم توصيل التيار في نبضات متحكم فيها أثناء سفر الأقطاب على طول الحافة.
تُشكل كل نبضة تيار نقطة لحام. عندما تكون العلاقة بين تردد النبضة وسرعة العجلة صحيحة، تتداخل نقطة واحدة مع النقطة التالية لإنشاء وصلة مستمرة.
إذا سافرت العجلة بسرعة كبيرة جدًا لبرنامج النبضات المحدد، فقد تزداد المسافة بين النقاط. يمكن أن تحتوي اللحامة بعد ذلك على أقسام غير ملحومة حتى لو بدت علامات القطب الكهربائي مستمرة. إذا كانت السرعة منخفضة جدًا أو كان مدخل الحرارة مفرطًا، فقد تعاني الوصلة من الطرد، أو الانبعاج الثقيل، أو الاحتراق، أو التشوه الحراري غير الضروري.
لذلك، يتم إنشاء وصلة مانعة للتسرب من خلال مزيج متحكم فيه من:
لا يمكن لمتغير واحد أن يضمن وصلة محكمة الغلق بمفرده.
تُظهر العلامات التي تتركها عجلات الأقطاب الكهربائية مسار عملية اللحام، لكنها لا تكشف عن الحالة الداخلية الكاملة للوصلة.
قد تظل الوصلة المستمرة بصريًا تتسرب بسبب:
لهذا السبب، يجب دعم الفحص البصري باختبار تسرب محدد. قد يكون التقييم التدميري الدوري مطلوبًا أيضًا لتأكيد بنية اللحام الداخلية.
الخزان الذي يجتاز اختبار تسرب أساسي لا يتأهل تلقائيًا لجميع ظروف الخدمة. اعتمادًا على التطبيق، قد تحتاج المجموعة الملحومة أيضًا إلى تلبية متطلبات:
يجب أن تأتي معايير القبول من رسم المنتج، والمعايير المعمول بها، ومتطلبات الجودة الداخلية لشركة تصنيع الخزان. يجب تقييم المظهر، والتسرب، والأداء الميكانيكي بشكل منفصل.
تجمع خزانات الوقود بين الصفائح المعدنية الرقيقة، ومسارات اللحام الطويلة، والهندسة ثلاثية الأبعاد. هذه الخصائص تجعل العملية أكثر حساسية للتغيرات في مدخل الحرارة، وموضع الجزء، وتلامس القطب الكهربائي مقارنة بوصلة مستقيمة بسيطة على عينة اختبار مسطحة.
تسخن الصفائح المعدنية الرقيقة بسرعة. يمكن لتغيير بسيط نسبيًا في العملية أن يحرك اللحام من انصهار غير كافٍ إلى طرد أو احتراق.
القليل جدًا من الحرارة يمكن أن يؤدي إلى نقاط لحام صغيرة، أو تداخل غير كافٍ للنقاط، أو ربط ضعيف. الكثير من الحرارة يمكن أن يلين الصفائح بشكل مفرط، أو يقذف المواد المنصهرة، أو ينشئ ثقبًا عبر الوصلة.
تتأثر نافذة العملية القابلة للاستخدام بدرجة الصفائح، والسمك، والطلاء، وعرض الحافة، وحالة التلامس، وسرعة الإنتاج. لا ينبغي نسخ المعلمات المطورة لخزان واحد مباشرة إلى خزان آخر دون التحقق.
غالبًا ما تحتوي خزانات وقود الدراجات النارية، وخزانات السيارات، والحاويات المشكلة الأخرى على وصلات منحنية، وتغيرات في الارتفاع، ومناطق وصول ضيقة. يجب أن تظل أقطاب الأسطوانة في الموضع الصحيح أثناء تتبع هذه الميزات.
تشمل التحديات الهندسية الشائعة:
إذا لم تظل العجلة في المنتصف على التداخل، فقد يتحول الضغط المطبق وتيار اللحام نحو جانب واحد من الحافة. يمكن أن ينتج عن ذلك نقطة غير متساوية، أو انبعاج مفرط، أو تسرب موضعي.
تعتمد المقاومة الكهربائية وتوزيع الحرارة عند الوصلة جزئيًا على كيفية تلامس الصفيحتين. لذلك، يمكن أن تؤدي الاختلافات في الأجزاء المختومة إلى اختلافات في اللحام.
تشمل مشاكل الملاءمة:
لا يمكن لآلة اللحام أن تعوض تمامًا عن المكونات المختومة غير المستقرة. يبدأ اللحام بالوصلات الموثوق به بأجزاء قابلة للتكرار، وتصميم تداخل مناسب، وتثبيت يحافظ على الملاءمة المطلوبة.
يمكن للزيت، والغبار، والصدأ، والأكسيد، وبقايا الختم أن تغير مقاومة التلامس بين الصفائح وبين قطعة العمل والأقطاب الكهربائية. يمكن لبعض الطلاءات أيضًا أن تلتصق بسطح الأسطوانة أو تزيد من معدل تآكل القطب الكهربائي.
تشمل العواقب المحتملة:
يجب تسليم منطقة اللحام في حالة سطح محددة وقابلة للتكرار. يجب اختيار طرق التنظيف وإعداد السطح وفقًا للمادة والطلاء بدلاً من تطبيقها كمعالجة عالمية.
يجب التحقيق في العيب من خلال موقعه، ونمطه، وتاريخ الإنتاج. مجرد زيادة أو تقليل التيار دون تحديد نمط العيب يمكن أن يؤدي إلى مشكلة مختلفة.
|
عيب |
الأسباب المحتملة |
ما يجب التحقق منه أولاً |
| تسرب اللحام | تداخل غير كافٍ لنقاط اللحام، فجوات موضعية، تتبع غير مستقر، أو إغلاق وصلة غير مكتمل | موقع التسرب، مسار العجلة، ملاءمة الجزء، وسجلات العملية |
| احتراق | مدخل حرارة مفرط، سرعة سفر منخفضة، ملاءمة سيئة، أو تلامس مركز | برنامج التيار، سرعة العجلة، تلامس الحافة، وحالة القطب الكهربائي |
| تشوه مفرط | تراكم الحرارة، دعم غير كافٍ، أو تسلسل لحام غير مناسب | دعم التثبيت، مدخل الحرارة الإجمالي، وتسلسل تحرير الجزء |
| وصلة متقطعة | تيار غير مستقر، رفع العجلة، أو ضغط غير متناسق | تلامس العجلة، هندسة الخزان، ومخرج المتحكم |
| تناثر أو طرد | تسخين موضعي مفرط، تلوث، أو قوة غير كافية | حالة السطح، القوة، الملاءمة، والتيار |
| علامات عجلة ثقيلة | قوة مفرطة، مظهر عجلة متآكل، أو محاذاة سيئة | شكل العجلة، دورانها، محاذاتها، والقوة المطبقة |
| تسرب الزاوية | تغير السرعة، خطأ التتبع، أو تغير هندسة الحافة | مسار الزاوية، برنامج الحركة، تلامس العجلة، واتساق الحافة |
| تسرب البداية/النهاية | تداخل غير كافٍ حيث تغلق الوصلة | توقيت البداية والنهاية، مسار الإغلاق، وبرنامج التداخل |
الخطوة الأولى هي تحديد مكان تسرب الخزان بالضبط. لا ينبغي معالجة التسرب عند الزاوية بنفس طريقة التسرب على طول الوصلة بأكملها.
قد يشير التسرب المتكرر في نفس الموقع إلى مشكلة هندسية أو مشكلة في الأدوات، مثل فجوة حافة موضعية، أو انحراف مسار العجلة، أو فقدان الضغط. قد ترتبط التسربات العشوائية الموزعة على طول الوصلة بأجزاء غير مستقرة، أو تلوث، أو تباين في التيار، أو تآكل تدريجي للقطب الكهربائي.
غالبًا ما يتطلب التسرب في بداية ونهاية الوصلة اهتمامًا منفصلاً لأن قسم الإغلاق يجب أن يتداخل مع المنطقة الملحومة سابقًا دون توليد تراكم حرارة مفرط.
يحدث الاحتراق عندما تصبح الصفيحة ساخنة بشكل مفرط أو عندما تتركز الحرارة في منطقة صغيرة. تشمل الأسباب المحتملة:
إذا ظهر الاحتراق فقط عند الزوايا أو انتقالات الأجزاء، فقد تكون المشكلة مرتبطة بانخفاض في سرعة السفر الفعلية، أو تغيير في زاوية التلامس، أو حافة غير متناسقة. إذا استمر على طول وصلة مستقيمة، فيجب مراجعة إعداد مدخل الحرارة الإجمالي وحالة التبريد.
غالبًا ما يُلام التشوه بالكامل على تيار اللحام، لكن شكل الخزان النهائي يتأثر بعدة عوامل متفاعلة.
تشمل هذه العوامل:
قد يؤدي تقليل التيار كثيرًا إلى تقليل التشوه ولكنه ينتج وصلة ملحومة بشكل غير كافٍ ومتسربة. الهدف هو التحكم في العملية الإجمالية بدلاً من استبدال مشكلة أبعاد مرئية بعيب لحام داخلي.
يمكن أن تحدث وصلة متقطعة عندما لا يتم تنسيق نبضات التيار، وحركة العجلة، والقوة المطبقة بشكل صحيح. يغير تقلب سرعة العجلة المسافة بين نقاط اللحام. يمكن أن يؤدي فقدان لحظي لتلامس العجلة إلى مقاطعة التيار أو تقليل الضغط عند الوصلة.
عند ظهور هذا العيب، قم بمراجعة:
أقطاب الأسطوانة هي أدوات عملية، وليست مكونات دائمة. يؤثر شكلها وحالة سطحها على منطقة التلامس، وتوزيع الضغط، وكثافة تيار اللحام.
قد ترتبط العلامات الثقيلة أو التقاط المواد بـ:
يجب أن تستند صيانة القطب الكهربائي إلى التآكل الفعلي، وجودة اللحام، وسجلات الإنتاج. يجب تحديد فترة تلميع ثابتة فقط بعد ملاحظة العملية في ظل ظروف إنتاج تمثيلية.
يعتمد اللحام المستقر بالوصلات على تفاعل عدة متغيرات. يجب إجراء التعديلات بشكل منهجي، مع اختبار اللحامات الناتجة بعد كل تغيير متحكم فيه.
يؤثر تيار اللحام على المعدل الذي تتولد به الحرارة عند واجهة الصفائح. يؤثر طول النبضة وتباعد النبضات على تكوين النقطة والعلاقة الحرارية بين اللحامات المتجاورة.
قد يسبب التيار المفرط أو النبضات الطويلة جدًا الطرد، والاحتراق، وتآكل القطب الكهربائي المتسارع. قد ينتج عن التيار غير الكافي نقاط لحام صغيرة أو ربط غير مكتمل.
يعتمد البرنامج الصحيح على:
لا توجد قيمة تيار لحام عالمية لجميع خزانات الوقود.
تؤثر سرعة العجلة على وقت دورة الإنتاج وتوزيع الحرارة.
عندما تكون السرعة عالية جدًا، قد يكون وقت التسخين المتاح غير كافٍ وقد تصبح المسافة بين النقاط كبيرة جدًا. عندما تكون السرعة منخفضة جدًا، يمكن أن يؤدي تراكم الحرارة المفرط إلى انبعاج عميق، أو طرد، أو تشوه، أو احتراق.
التحكم في الحركة مهم بشكل خاص حول الوصلات المنحنية. قد تقلل الآلة المبرمجة أو الروبوت من سرعة سفره عند الزاوية. إذا لم يأخذ برنامج اللحام في الاعتبار هذا التغيير، فقد تزداد مدخل الحرارة الموضعي حتى لو ظل إعداد التيار كما هو.
تحافظ قوة القطب الكهربائي على الصفائح معًا وتؤثر على مقاومة التلامس الكهربائي. كما أنها تساعد في احتواء المادة المسخنة أثناء تكوين نقطة اللحام.
قد تؤدي القوة غير الكافية إلى تلامس غير مستقر، أو تناثر، أو طرد، أو تسخين موضعي مفرط. قد تنتج القوة المفرطة علامات عجلة ثقيلة، أو تقلل مقاومة الواجهة، أو تشوه الحافة.
يجب أن تظل القوة ثابتة طوال الوصلة، بما في ذلك حيث تتغير اتجاه العجلة أو ارتفاع الخزان.
للحصول على وصلة محكمة الغلق، يجب أن تتصل كل نقطة بشكل فعال بالنقاط المجاورة. يترك التداخل غير الكافي مسارات تسرب محتملة. قد يتسبب التداخل المفرط مع مدخل الحرارة العالي في تراكم حراري غير ضروري.
يتأثر تداخل النقطة بـ:
يجب تأكيد التداخل المطلوب عن طريق اختبار التسرب والفحص التدميري الدوري بدلاً من افتراضه من علامات العجلة الخارجية.
لا تستجيب الفولاذ منخفض الكربون، والفولاذ المطلي، والفولاذ المقاوم للصدأ، والألمنيوم بشكل متطابق للحام الوصلات. حتى فولاذين بنفس السمك يمكن أن يتطلبا برامج لحام مختلفة إذا اختلفت طلاءاتهما أو ظروف سطحهما.
يجب تطوير العملية للمادة الإنتاجية الفعلية. قد يؤدي استبدال عينات اختبار غير مطلية بأجزاء إنتاج مطلية إلى نتائج مضللة.
يجب أن توفر الحافة مساحة كافية لعجلة القطب الكهربائي لتتبع الوصلة مع الحفاظ على الضغط فوق التداخل المقصود. تزيد الحافة الضيقة جدًا أو غير المتناسقة أبعاديًا من خطر تتبع العجلة خارج مركز الوصلة.
لذلك، يجب مراجعة الآلة، وشكل الأسطوانة، والتثبيت مع:
يجب معالجة الاحتراق من خلال تسلسل استكشاف الأخطاء وإصلاحها المتحكم فيه.
يشير خط مستمر من التسخين الزائد عادةً إلى العلاقة الإجمالية بين التيار، وتوقيت النبضات، والسرعة.
من المرجح أن يتضمن العيب الذي يظهر فقط عند زاوية، أو انتقال حافة، أو موقع محدد هندسة موضعية، أو تتبع عجلة، أو انخفاض سرعة، أو تباين في الملاءمة أو الضغط.
ضع علامة على موقع العيب وقارنه بمسار الآلة قبل تغيير برنامج اللحام الكامل.
يجب تقييم التيار، وتوقيت النبضات، والسرعة معًا. يجعل تغيير عدة متغيرات في وقت واحد من الصعب تحديد أي تعديل حسن أو سوء النتيجة.
يجب أن تقوم تجربة متحكم فيها بـ:
يجب أن يعمل الإعداد النهائي أثناء الإنتاج المستمر، وليس فقط على آلة باردة واحدة وعينة محضرة بعناية واحدة.
إذا حدث احتراق حيث تحتوي الحافة على فجوة، فإن خفض التيار قد يؤدي إلى لحام غير كافٍ في المناطق الملائمة بشكل صحيح. السبب الجذري هو بعد ذلك اتساق الجزء بدلاً من مستوى التيار العام.
افحص الأجزاء المختومة، ودعم التثبيت، وتسلسل التثبيت. يجب أن تظل الصفيحتان في موضع التداخل المقصود قبل وصول أقطاب الأسطوانة إلى الوصلة.
تحقق من عجلات الأقطاب الكهربائية بحثًا عن:
تقلل العجلة التالفة من استقرار منطقة التلامس ويمكن أن تركز الحرارة في نقاط معزولة.
قد تجتاز العملية الاختبار الأول ولكنها تصبح غير مستقرة بعد دورات متكررة. يمكن أن تتغير درجة حرارة القطب الكهربائي، وحالة مياه التبريد، ودرجة حرارة التثبيت، وتلوث العجلة بمرور الوقت.
للتحقق من صحة الإنتاج، اختبر الأجزاء من بداية، ووسط، ونهاية تشغيل تمثيلي. يساعد هذا في الكشف عن المشاكل التي لا يمكن العثور عليها من خلال لحام عينة واحدة.
الهدف ليس القضاء على الحرارة، بل إدخال ما يكفي من الحرارة المتحكم فيها لتشكيل وصلة مؤهلة دون تسخين غلاف الخزان المحيط بشكل غير ضروري.
يتأثر التسخين الإجمالي بالتيار، ومدة النبضة، وتباعد النبضات، وسرعة العجلة، وعدد اللحامات المتقاربة. قد يؤدي تيار ذروة أقل مع فترة تسخين طويلة إلى إدخال حرارة مفرطة.
يجب تقييم برنامج اللحام كدورة حرارية كاملة.
يجب أن يدعم التثبيت الخزان بالقرب الكافي من الوصلة للتحكم في الحركة والحفاظ على الملاءمة. ومع ذلك، يجب ألا تعيق الأدوات مسار الأسطوانة أو تجبر الحافة على وضع غير طبيعي.
قد تكون الدعامات القابلة للتعديل مطلوبة عندما تنتج آلة واحدة نماذج خزانات متعددة.
بالنسبة لهياكل الخزانات المعقدة، يمكن أن يؤثر موضع البداية، واتجاه اللحام، وطريقة إغلاق الوصلة على الحركة الحرارية. قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى تحديد المواقع المسبق أو عمليات اللحام الموضعي قبل اللحام المستمر بالوصلات.
يجب تطوير التسلسل المناسب من هندسة الخزان بدلاً من نسخه من منتج آخر.
قد يسمح تحرير الخزان فورًا بعد اللحام للإجهاد المتبقي بتحريك الغلاف بينما لا يزال المعدن ساخنًا. حيث يكون الاستقرار الأبعادي حاسمًا، يجب أن يحافظ تسلسل التثبيت على المجموعة تحت السيطرة أثناء فترة التبريد الأولية.
يجب التحقق من وقت الاحتفاظ مقابل دورة الإنتاج الفعلية والمتطلبات الأبعاد.
يجب أن يتقدم مشروع لحام وصلات خزانات الوقود من مراجعة المتطلبات إلى اختبارات الإنتاج المتكررة. الهدف هو اختيار المعدات على أساس نتائج اللحام الفعلية بدلاً من تصنيف طاقة مفترض.
يقوم مهندسو HAIFEI أولاً بمراجعة رسم الخزان، والمادة، والسمك، وهيكل الحافة، ومسار اللحام، وسعة الإنتاج، ومتطلبات الفحص.
في هذه المرحلة، يمكن تحديد المشاكل المحتملة مثل الوصول غير الكافي للأسطوانة، أو الحواف الضيقة، أو انتقالات الزوايا الصعبة قبل تأكيد تكوين الآلة.
يجب على العميل توفير أجزاء مختومة تمثيلية كلما أمكن ذلك. يساعد استخدام مادة الإنتاج المقصودة في تقييم الطلاء الفعلي، والتفاوت الأبعادي، والملاءمة، وحالة التشكيل.
تُستخدم التجارب الأولية لتطوير مزيج عملي من:
يجب تسجيل جميع الإعدادات والملاحظات ذات الصلة حتى يمكن تكرار العملية ومقارنتها.
يجب تقييم العينات الملحومة باستخدام الطرق المعتمدة من العميل. لا يكفي مجرد صورة لحام كدليل على ملاءمة العملية.
اعتمادًا على المشروع، قد يشمل التقييم اختبار التسرب، والقياس الأبعادي، واختبار التقشير، وفحص المقطع، أو اختبارات أخرى محددة.
بمجرد إنشاء عملية أولية، هناك حاجة إلى تجارب لحام متكررة للتحقق مما إذا كانت النتائج تظل مستقرة مع تسخين الأقطاب الكهربائية، والتثبيت، وقطع العمل.
يساعد اختبار العينات من مراحل مختلفة من التشغيل التجريبي في تحديد التغييرات التدريجية الناتجة عن تآكل القطب الكهربائي، أو التبريد، أو التلوث، أو تباين الأجزاء.
يمكن بعد ذلك اختيار تكوين الآلة النهائي بناءً على العينات المعتمدة ومتطلبات الإنتاج. قد يشمل ذلك مصدر طاقة اللحام، والمتحكم، وأقطاب الأسطوانة، والتثبيت، ونظام الحركة، وطريقة التحميل، ومراقبة العملية، والاتصال باختبار التسرب اللاحق.
ج1: تشمل الأسباب الشائعة تداخلًا غير كافٍ لنقاط لحام اللحام، وفجوات في الحواف، وخطأ في تتبع العجلة، وتيارًا أو قوة غير مستقرة، وتلوثًا سطحيًا، وتداخلًا غير مكتمل في بداية ونهاية الوصلة.
يجب تحديد موقع التسرب قبل تغيير المعلمات. غالبًا ما يشير التسرب المتكرر في موضع واحد إلى مشكلة موضعية في الجزء أو التثبيت أو الحركة.
ج2: يتطلب منع الاحتراق تحكمًا منسقًا في التيار، وتوقيت النبضات، وسرعة العجلة، وقوة القطب الكهربائي، وملاءمة الجزء، والتبريد.
إذا حدث العيب فقط عند زاوية أو انتقال حافة، تحقق من السرعة الموضعية، وموضع العجلة، والملاءمة قبل تقليل تيار اللحام العام.
ج3: يمكن أن يحدث التشوه بسبب مدخل الحرارة الإجمالي المفرط، أو دعم التثبيت غير الكافي، أو صلابة الغلاف المنخفضة، أو تسلسل اللحام غير المناسب، أو تحرير الخزان وهو لا يزال ساخنًا.
قد يؤدي تقليل التيار وحده إلى إنشاء وصلة ملحومة بشكل غير كافٍ، لذا يجب تقييم التحكم الأبعادي وجودة اللحام معًا.
ج4: لا. لا تؤكد علامات القطب الكهربائي المستمرة تداخل النقاط الداخلية. يجب أن يجتاز الخزان اختبار التسرب المحدد، وقد يكون الفحص التدميري الدوري مطلوبًا للتحقق من اللحام الداخلي.
ج5: اعتمادًا على تكوينها، يمكن تقييم آلة لحام الوصلات للفولاذ منخفض الكربون، والفولاذ المطلي، والفولاذ المقاوم للصدأ، أو بعض مواد الصفائح الأخرى.
تتطلب المواد والطلاءات المختلفة برامج لحام منفصلة، وحلول أقطاب كهربائية، وتحققًا من العينات.
ج6: لا يوجد إعداد تيار عالمي. تعتمد القيمة المناسبة على المادة، وسمك الصفائح، والطلاء، وحالة الحافة، وقوة القطب الكهربائي، وشكل العجلة، وسرعة اللحام، وأداء الوصلة المطلوب.
يجب تطوير الإعداد من خلال لحام العينات باستخدام مادة الإنتاج الفعلية.
لحام وصلة خزان الوقود مانع للتسرب يتطلب تداخلًا ثابتًا بين نقاط اللحام المتجاورة، وتلامسًا مستقرًا لعجلة القطب الكهربائي، ومدخل حرارة متحكم فيه، وتتبعًا دقيقًا على طول الحافة. عادةً ما يشير الاحتراق إلى حرارة مفرطة أو مركزة محليًا، بينما يتأثر التشوه بمدخل الحرارة الإجمالي، وهندسة الخزان، ودعم التثبيت، وتسلسل اللحام.
تناقش هذه المقالة اللحام المقاوم بالوصلات الصناعية لخزانات الوقود الفولاذية المصنعة حديثًا وغير المستخدمة والحاويات المعدنية المغلقة المماثلة. هذه ليست دليلًا لإصلاح الخزانات التي احتوت على وقود. قد تحتفظ خزانات الوقود المستعملة بأبخرة قابلة للاشتعال وتتطلب إجراءات سلامة متخصصة.
اللحام المقاوم بالوصلات هو شكل مستمر من اللحام المقاوم. بدلاً من الأقطاب الكهربائية الثابتة المنفصلة التي تنتج لحامات فردية، تطبق أقطاب العجلة الدوارة الضغط وتوصل تيار اللحام أثناء تحرك قطعة العمل على طول مسار اللحام.
تنشئ العملية سلسلة من نقاط اللحام على طول حواف الصفائح المعدنية المتداخلة. لتشكيل وصلة محكمة الغلق، يجب أن تتداخل هذه النقاط بشكل كافٍ وأن تظل ثابتة طوال الوصلة بأكملها.
أثناء اللحام، يمر التيار عبر منطقة التلامس بين الصفيحتين. تولد المقاومة الكهربائية الحرارة، بينما تحافظ أقطاب الأسطوانة على الضغط على الوصلة. اعتمادًا على برنامج اللحام، قد يتم توصيل التيار في نبضات متحكم فيها أثناء سفر الأقطاب على طول الحافة.
تُشكل كل نبضة تيار نقطة لحام. عندما تكون العلاقة بين تردد النبضة وسرعة العجلة صحيحة، تتداخل نقطة واحدة مع النقطة التالية لإنشاء وصلة مستمرة.
إذا سافرت العجلة بسرعة كبيرة جدًا لبرنامج النبضات المحدد، فقد تزداد المسافة بين النقاط. يمكن أن تحتوي اللحامة بعد ذلك على أقسام غير ملحومة حتى لو بدت علامات القطب الكهربائي مستمرة. إذا كانت السرعة منخفضة جدًا أو كان مدخل الحرارة مفرطًا، فقد تعاني الوصلة من الطرد، أو الانبعاج الثقيل، أو الاحتراق، أو التشوه الحراري غير الضروري.
لذلك، يتم إنشاء وصلة مانعة للتسرب من خلال مزيج متحكم فيه من:
لا يمكن لمتغير واحد أن يضمن وصلة محكمة الغلق بمفرده.
تُظهر العلامات التي تتركها عجلات الأقطاب الكهربائية مسار عملية اللحام، لكنها لا تكشف عن الحالة الداخلية الكاملة للوصلة.
قد تظل الوصلة المستمرة بصريًا تتسرب بسبب:
لهذا السبب، يجب دعم الفحص البصري باختبار تسرب محدد. قد يكون التقييم التدميري الدوري مطلوبًا أيضًا لتأكيد بنية اللحام الداخلية.
الخزان الذي يجتاز اختبار تسرب أساسي لا يتأهل تلقائيًا لجميع ظروف الخدمة. اعتمادًا على التطبيق، قد تحتاج المجموعة الملحومة أيضًا إلى تلبية متطلبات:
يجب أن تأتي معايير القبول من رسم المنتج، والمعايير المعمول بها، ومتطلبات الجودة الداخلية لشركة تصنيع الخزان. يجب تقييم المظهر، والتسرب، والأداء الميكانيكي بشكل منفصل.
تجمع خزانات الوقود بين الصفائح المعدنية الرقيقة، ومسارات اللحام الطويلة، والهندسة ثلاثية الأبعاد. هذه الخصائص تجعل العملية أكثر حساسية للتغيرات في مدخل الحرارة، وموضع الجزء، وتلامس القطب الكهربائي مقارنة بوصلة مستقيمة بسيطة على عينة اختبار مسطحة.
تسخن الصفائح المعدنية الرقيقة بسرعة. يمكن لتغيير بسيط نسبيًا في العملية أن يحرك اللحام من انصهار غير كافٍ إلى طرد أو احتراق.
القليل جدًا من الحرارة يمكن أن يؤدي إلى نقاط لحام صغيرة، أو تداخل غير كافٍ للنقاط، أو ربط ضعيف. الكثير من الحرارة يمكن أن يلين الصفائح بشكل مفرط، أو يقذف المواد المنصهرة، أو ينشئ ثقبًا عبر الوصلة.
تتأثر نافذة العملية القابلة للاستخدام بدرجة الصفائح، والسمك، والطلاء، وعرض الحافة، وحالة التلامس، وسرعة الإنتاج. لا ينبغي نسخ المعلمات المطورة لخزان واحد مباشرة إلى خزان آخر دون التحقق.
غالبًا ما تحتوي خزانات وقود الدراجات النارية، وخزانات السيارات، والحاويات المشكلة الأخرى على وصلات منحنية، وتغيرات في الارتفاع، ومناطق وصول ضيقة. يجب أن تظل أقطاب الأسطوانة في الموضع الصحيح أثناء تتبع هذه الميزات.
تشمل التحديات الهندسية الشائعة:
إذا لم تظل العجلة في المنتصف على التداخل، فقد يتحول الضغط المطبق وتيار اللحام نحو جانب واحد من الحافة. يمكن أن ينتج عن ذلك نقطة غير متساوية، أو انبعاج مفرط، أو تسرب موضعي.
تعتمد المقاومة الكهربائية وتوزيع الحرارة عند الوصلة جزئيًا على كيفية تلامس الصفيحتين. لذلك، يمكن أن تؤدي الاختلافات في الأجزاء المختومة إلى اختلافات في اللحام.
تشمل مشاكل الملاءمة:
لا يمكن لآلة اللحام أن تعوض تمامًا عن المكونات المختومة غير المستقرة. يبدأ اللحام بالوصلات الموثوق به بأجزاء قابلة للتكرار، وتصميم تداخل مناسب، وتثبيت يحافظ على الملاءمة المطلوبة.
يمكن للزيت، والغبار، والصدأ، والأكسيد، وبقايا الختم أن تغير مقاومة التلامس بين الصفائح وبين قطعة العمل والأقطاب الكهربائية. يمكن لبعض الطلاءات أيضًا أن تلتصق بسطح الأسطوانة أو تزيد من معدل تآكل القطب الكهربائي.
تشمل العواقب المحتملة:
يجب تسليم منطقة اللحام في حالة سطح محددة وقابلة للتكرار. يجب اختيار طرق التنظيف وإعداد السطح وفقًا للمادة والطلاء بدلاً من تطبيقها كمعالجة عالمية.
يجب التحقيق في العيب من خلال موقعه، ونمطه، وتاريخ الإنتاج. مجرد زيادة أو تقليل التيار دون تحديد نمط العيب يمكن أن يؤدي إلى مشكلة مختلفة.
|
عيب |
الأسباب المحتملة |
ما يجب التحقق منه أولاً |
| تسرب اللحام | تداخل غير كافٍ لنقاط اللحام، فجوات موضعية، تتبع غير مستقر، أو إغلاق وصلة غير مكتمل | موقع التسرب، مسار العجلة، ملاءمة الجزء، وسجلات العملية |
| احتراق | مدخل حرارة مفرط، سرعة سفر منخفضة، ملاءمة سيئة، أو تلامس مركز | برنامج التيار، سرعة العجلة، تلامس الحافة، وحالة القطب الكهربائي |
| تشوه مفرط | تراكم الحرارة، دعم غير كافٍ، أو تسلسل لحام غير مناسب | دعم التثبيت، مدخل الحرارة الإجمالي، وتسلسل تحرير الجزء |
| وصلة متقطعة | تيار غير مستقر، رفع العجلة، أو ضغط غير متناسق | تلامس العجلة، هندسة الخزان، ومخرج المتحكم |
| تناثر أو طرد | تسخين موضعي مفرط، تلوث، أو قوة غير كافية | حالة السطح، القوة، الملاءمة، والتيار |
| علامات عجلة ثقيلة | قوة مفرطة، مظهر عجلة متآكل، أو محاذاة سيئة | شكل العجلة، دورانها، محاذاتها، والقوة المطبقة |
| تسرب الزاوية | تغير السرعة، خطأ التتبع، أو تغير هندسة الحافة | مسار الزاوية، برنامج الحركة، تلامس العجلة، واتساق الحافة |
| تسرب البداية/النهاية | تداخل غير كافٍ حيث تغلق الوصلة | توقيت البداية والنهاية، مسار الإغلاق، وبرنامج التداخل |
الخطوة الأولى هي تحديد مكان تسرب الخزان بالضبط. لا ينبغي معالجة التسرب عند الزاوية بنفس طريقة التسرب على طول الوصلة بأكملها.
قد يشير التسرب المتكرر في نفس الموقع إلى مشكلة هندسية أو مشكلة في الأدوات، مثل فجوة حافة موضعية، أو انحراف مسار العجلة، أو فقدان الضغط. قد ترتبط التسربات العشوائية الموزعة على طول الوصلة بأجزاء غير مستقرة، أو تلوث، أو تباين في التيار، أو تآكل تدريجي للقطب الكهربائي.
غالبًا ما يتطلب التسرب في بداية ونهاية الوصلة اهتمامًا منفصلاً لأن قسم الإغلاق يجب أن يتداخل مع المنطقة الملحومة سابقًا دون توليد تراكم حرارة مفرط.
يحدث الاحتراق عندما تصبح الصفيحة ساخنة بشكل مفرط أو عندما تتركز الحرارة في منطقة صغيرة. تشمل الأسباب المحتملة:
إذا ظهر الاحتراق فقط عند الزوايا أو انتقالات الأجزاء، فقد تكون المشكلة مرتبطة بانخفاض في سرعة السفر الفعلية، أو تغيير في زاوية التلامس، أو حافة غير متناسقة. إذا استمر على طول وصلة مستقيمة، فيجب مراجعة إعداد مدخل الحرارة الإجمالي وحالة التبريد.
غالبًا ما يُلام التشوه بالكامل على تيار اللحام، لكن شكل الخزان النهائي يتأثر بعدة عوامل متفاعلة.
تشمل هذه العوامل:
قد يؤدي تقليل التيار كثيرًا إلى تقليل التشوه ولكنه ينتج وصلة ملحومة بشكل غير كافٍ ومتسربة. الهدف هو التحكم في العملية الإجمالية بدلاً من استبدال مشكلة أبعاد مرئية بعيب لحام داخلي.
يمكن أن تحدث وصلة متقطعة عندما لا يتم تنسيق نبضات التيار، وحركة العجلة، والقوة المطبقة بشكل صحيح. يغير تقلب سرعة العجلة المسافة بين نقاط اللحام. يمكن أن يؤدي فقدان لحظي لتلامس العجلة إلى مقاطعة التيار أو تقليل الضغط عند الوصلة.
عند ظهور هذا العيب، قم بمراجعة:
أقطاب الأسطوانة هي أدوات عملية، وليست مكونات دائمة. يؤثر شكلها وحالة سطحها على منطقة التلامس، وتوزيع الضغط، وكثافة تيار اللحام.
قد ترتبط العلامات الثقيلة أو التقاط المواد بـ:
يجب أن تستند صيانة القطب الكهربائي إلى التآكل الفعلي، وجودة اللحام، وسجلات الإنتاج. يجب تحديد فترة تلميع ثابتة فقط بعد ملاحظة العملية في ظل ظروف إنتاج تمثيلية.
يعتمد اللحام المستقر بالوصلات على تفاعل عدة متغيرات. يجب إجراء التعديلات بشكل منهجي، مع اختبار اللحامات الناتجة بعد كل تغيير متحكم فيه.
يؤثر تيار اللحام على المعدل الذي تتولد به الحرارة عند واجهة الصفائح. يؤثر طول النبضة وتباعد النبضات على تكوين النقطة والعلاقة الحرارية بين اللحامات المتجاورة.
قد يسبب التيار المفرط أو النبضات الطويلة جدًا الطرد، والاحتراق، وتآكل القطب الكهربائي المتسارع. قد ينتج عن التيار غير الكافي نقاط لحام صغيرة أو ربط غير مكتمل.
يعتمد البرنامج الصحيح على:
لا توجد قيمة تيار لحام عالمية لجميع خزانات الوقود.
تؤثر سرعة العجلة على وقت دورة الإنتاج وتوزيع الحرارة.
عندما تكون السرعة عالية جدًا، قد يكون وقت التسخين المتاح غير كافٍ وقد تصبح المسافة بين النقاط كبيرة جدًا. عندما تكون السرعة منخفضة جدًا، يمكن أن يؤدي تراكم الحرارة المفرط إلى انبعاج عميق، أو طرد، أو تشوه، أو احتراق.
التحكم في الحركة مهم بشكل خاص حول الوصلات المنحنية. قد تقلل الآلة المبرمجة أو الروبوت من سرعة سفره عند الزاوية. إذا لم يأخذ برنامج اللحام في الاعتبار هذا التغيير، فقد تزداد مدخل الحرارة الموضعي حتى لو ظل إعداد التيار كما هو.
تحافظ قوة القطب الكهربائي على الصفائح معًا وتؤثر على مقاومة التلامس الكهربائي. كما أنها تساعد في احتواء المادة المسخنة أثناء تكوين نقطة اللحام.
قد تؤدي القوة غير الكافية إلى تلامس غير مستقر، أو تناثر، أو طرد، أو تسخين موضعي مفرط. قد تنتج القوة المفرطة علامات عجلة ثقيلة، أو تقلل مقاومة الواجهة، أو تشوه الحافة.
يجب أن تظل القوة ثابتة طوال الوصلة، بما في ذلك حيث تتغير اتجاه العجلة أو ارتفاع الخزان.
للحصول على وصلة محكمة الغلق، يجب أن تتصل كل نقطة بشكل فعال بالنقاط المجاورة. يترك التداخل غير الكافي مسارات تسرب محتملة. قد يتسبب التداخل المفرط مع مدخل الحرارة العالي في تراكم حراري غير ضروري.
يتأثر تداخل النقطة بـ:
يجب تأكيد التداخل المطلوب عن طريق اختبار التسرب والفحص التدميري الدوري بدلاً من افتراضه من علامات العجلة الخارجية.
لا تستجيب الفولاذ منخفض الكربون، والفولاذ المطلي، والفولاذ المقاوم للصدأ، والألمنيوم بشكل متطابق للحام الوصلات. حتى فولاذين بنفس السمك يمكن أن يتطلبا برامج لحام مختلفة إذا اختلفت طلاءاتهما أو ظروف سطحهما.
يجب تطوير العملية للمادة الإنتاجية الفعلية. قد يؤدي استبدال عينات اختبار غير مطلية بأجزاء إنتاج مطلية إلى نتائج مضللة.
يجب أن توفر الحافة مساحة كافية لعجلة القطب الكهربائي لتتبع الوصلة مع الحفاظ على الضغط فوق التداخل المقصود. تزيد الحافة الضيقة جدًا أو غير المتناسقة أبعاديًا من خطر تتبع العجلة خارج مركز الوصلة.
لذلك، يجب مراجعة الآلة، وشكل الأسطوانة، والتثبيت مع:
يجب معالجة الاحتراق من خلال تسلسل استكشاف الأخطاء وإصلاحها المتحكم فيه.
يشير خط مستمر من التسخين الزائد عادةً إلى العلاقة الإجمالية بين التيار، وتوقيت النبضات، والسرعة.
من المرجح أن يتضمن العيب الذي يظهر فقط عند زاوية، أو انتقال حافة، أو موقع محدد هندسة موضعية، أو تتبع عجلة، أو انخفاض سرعة، أو تباين في الملاءمة أو الضغط.
ضع علامة على موقع العيب وقارنه بمسار الآلة قبل تغيير برنامج اللحام الكامل.
يجب تقييم التيار، وتوقيت النبضات، والسرعة معًا. يجعل تغيير عدة متغيرات في وقت واحد من الصعب تحديد أي تعديل حسن أو سوء النتيجة.
يجب أن تقوم تجربة متحكم فيها بـ:
يجب أن يعمل الإعداد النهائي أثناء الإنتاج المستمر، وليس فقط على آلة باردة واحدة وعينة محضرة بعناية واحدة.
إذا حدث احتراق حيث تحتوي الحافة على فجوة، فإن خفض التيار قد يؤدي إلى لحام غير كافٍ في المناطق الملائمة بشكل صحيح. السبب الجذري هو بعد ذلك اتساق الجزء بدلاً من مستوى التيار العام.
افحص الأجزاء المختومة، ودعم التثبيت، وتسلسل التثبيت. يجب أن تظل الصفيحتان في موضع التداخل المقصود قبل وصول أقطاب الأسطوانة إلى الوصلة.
تحقق من عجلات الأقطاب الكهربائية بحثًا عن:
تقلل العجلة التالفة من استقرار منطقة التلامس ويمكن أن تركز الحرارة في نقاط معزولة.
قد تجتاز العملية الاختبار الأول ولكنها تصبح غير مستقرة بعد دورات متكررة. يمكن أن تتغير درجة حرارة القطب الكهربائي، وحالة مياه التبريد، ودرجة حرارة التثبيت، وتلوث العجلة بمرور الوقت.
للتحقق من صحة الإنتاج، اختبر الأجزاء من بداية، ووسط، ونهاية تشغيل تمثيلي. يساعد هذا في الكشف عن المشاكل التي لا يمكن العثور عليها من خلال لحام عينة واحدة.
الهدف ليس القضاء على الحرارة، بل إدخال ما يكفي من الحرارة المتحكم فيها لتشكيل وصلة مؤهلة دون تسخين غلاف الخزان المحيط بشكل غير ضروري.
يتأثر التسخين الإجمالي بالتيار، ومدة النبضة، وتباعد النبضات، وسرعة العجلة، وعدد اللحامات المتقاربة. قد يؤدي تيار ذروة أقل مع فترة تسخين طويلة إلى إدخال حرارة مفرطة.
يجب تقييم برنامج اللحام كدورة حرارية كاملة.
يجب أن يدعم التثبيت الخزان بالقرب الكافي من الوصلة للتحكم في الحركة والحفاظ على الملاءمة. ومع ذلك، يجب ألا تعيق الأدوات مسار الأسطوانة أو تجبر الحافة على وضع غير طبيعي.
قد تكون الدعامات القابلة للتعديل مطلوبة عندما تنتج آلة واحدة نماذج خزانات متعددة.
بالنسبة لهياكل الخزانات المعقدة، يمكن أن يؤثر موضع البداية، واتجاه اللحام، وطريقة إغلاق الوصلة على الحركة الحرارية. قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى تحديد المواقع المسبق أو عمليات اللحام الموضعي قبل اللحام المستمر بالوصلات.
يجب تطوير التسلسل المناسب من هندسة الخزان بدلاً من نسخه من منتج آخر.
قد يسمح تحرير الخزان فورًا بعد اللحام للإجهاد المتبقي بتحريك الغلاف بينما لا يزال المعدن ساخنًا. حيث يكون الاستقرار الأبعادي حاسمًا، يجب أن يحافظ تسلسل التثبيت على المجموعة تحت السيطرة أثناء فترة التبريد الأولية.
يجب التحقق من وقت الاحتفاظ مقابل دورة الإنتاج الفعلية والمتطلبات الأبعاد.
يجب أن يتقدم مشروع لحام وصلات خزانات الوقود من مراجعة المتطلبات إلى اختبارات الإنتاج المتكررة. الهدف هو اختيار المعدات على أساس نتائج اللحام الفعلية بدلاً من تصنيف طاقة مفترض.
يقوم مهندسو HAIFEI أولاً بمراجعة رسم الخزان، والمادة، والسمك، وهيكل الحافة، ومسار اللحام، وسعة الإنتاج، ومتطلبات الفحص.
في هذه المرحلة، يمكن تحديد المشاكل المحتملة مثل الوصول غير الكافي للأسطوانة، أو الحواف الضيقة، أو انتقالات الزوايا الصعبة قبل تأكيد تكوين الآلة.
يجب على العميل توفير أجزاء مختومة تمثيلية كلما أمكن ذلك. يساعد استخدام مادة الإنتاج المقصودة في تقييم الطلاء الفعلي، والتفاوت الأبعادي، والملاءمة، وحالة التشكيل.
تُستخدم التجارب الأولية لتطوير مزيج عملي من:
يجب تسجيل جميع الإعدادات والملاحظات ذات الصلة حتى يمكن تكرار العملية ومقارنتها.
يجب تقييم العينات الملحومة باستخدام الطرق المعتمدة من العميل. لا يكفي مجرد صورة لحام كدليل على ملاءمة العملية.
اعتمادًا على المشروع، قد يشمل التقييم اختبار التسرب، والقياس الأبعادي، واختبار التقشير، وفحص المقطع، أو اختبارات أخرى محددة.
بمجرد إنشاء عملية أولية، هناك حاجة إلى تجارب لحام متكررة للتحقق مما إذا كانت النتائج تظل مستقرة مع تسخين الأقطاب الكهربائية، والتثبيت، وقطع العمل.
يساعد اختبار العينات من مراحل مختلفة من التشغيل التجريبي في تحديد التغييرات التدريجية الناتجة عن تآكل القطب الكهربائي، أو التبريد، أو التلوث، أو تباين الأجزاء.
يمكن بعد ذلك اختيار تكوين الآلة النهائي بناءً على العينات المعتمدة ومتطلبات الإنتاج. قد يشمل ذلك مصدر طاقة اللحام، والمتحكم، وأقطاب الأسطوانة، والتثبيت، ونظام الحركة، وطريقة التحميل، ومراقبة العملية، والاتصال باختبار التسرب اللاحق.
ج1: تشمل الأسباب الشائعة تداخلًا غير كافٍ لنقاط لحام اللحام، وفجوات في الحواف، وخطأ في تتبع العجلة، وتيارًا أو قوة غير مستقرة، وتلوثًا سطحيًا، وتداخلًا غير مكتمل في بداية ونهاية الوصلة.
يجب تحديد موقع التسرب قبل تغيير المعلمات. غالبًا ما يشير التسرب المتكرر في موضع واحد إلى مشكلة موضعية في الجزء أو التثبيت أو الحركة.
ج2: يتطلب منع الاحتراق تحكمًا منسقًا في التيار، وتوقيت النبضات، وسرعة العجلة، وقوة القطب الكهربائي، وملاءمة الجزء، والتبريد.
إذا حدث العيب فقط عند زاوية أو انتقال حافة، تحقق من السرعة الموضعية، وموضع العجلة، والملاءمة قبل تقليل تيار اللحام العام.
ج3: يمكن أن يحدث التشوه بسبب مدخل الحرارة الإجمالي المفرط، أو دعم التثبيت غير الكافي، أو صلابة الغلاف المنخفضة، أو تسلسل اللحام غير المناسب، أو تحرير الخزان وهو لا يزال ساخنًا.
قد يؤدي تقليل التيار وحده إلى إنشاء وصلة ملحومة بشكل غير كافٍ، لذا يجب تقييم التحكم الأبعادي وجودة اللحام معًا.
ج4: لا. لا تؤكد علامات القطب الكهربائي المستمرة تداخل النقاط الداخلية. يجب أن يجتاز الخزان اختبار التسرب المحدد، وقد يكون الفحص التدميري الدوري مطلوبًا للتحقق من اللحام الداخلي.
ج5: اعتمادًا على تكوينها، يمكن تقييم آلة لحام الوصلات للفولاذ منخفض الكربون، والفولاذ المطلي، والفولاذ المقاوم للصدأ، أو بعض مواد الصفائح الأخرى.
تتطلب المواد والطلاءات المختلفة برامج لحام منفصلة، وحلول أقطاب كهربائية، وتحققًا من العينات.
ج6: لا يوجد إعداد تيار عالمي. تعتمد القيمة المناسبة على المادة، وسمك الصفائح، والطلاء، وحالة الحافة، وقوة القطب الكهربائي، وشكل العجلة، وسرعة اللحام، وأداء الوصلة المطلوب.
يجب تطوير الإعداد من خلال لحام العينات باستخدام مادة الإنتاج الفعلية.
