تشوه اللحامات

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

تشوه اللحامات

مُساهمة من طرف Admin في الجمعة سبتمبر 23, 2011 7:06 pm

Weldment distortion تشوه الملحومات
هناك العديد من المشاكل والمتغيرات التي تتبع عمليات اللحام ... ومن هذه المشاكل هو التشوه في الملحومات والذي يحدث نتيجة لعدم الانتظام في التمدد والتقلص لمعدن اللحام والمنطقة ألمجاوره له أثناء عمليات التسخين أو التبريد التي ترافق عمليات اللحام والتي تؤثر على شكلها وأبعادها المطلوبة . ولاحظ الكثير من المعنيين بعمليات اللحام حدوث حالات تشوه في الملحومات أو المعدات المراد لحامها أثناء أو بعد انتهاء عمليات اللحام.. قد يؤدي بالنتيجة إلى رفضها كليا أو جزئيا أو القيام بعمليات إصلاح لهذا التشوه مما يكلف الكثير وينعكس على نوعية المنتج والزمن ومن ثم الكلفة .. أو قد ينسحب على سمعة وأهلية الشركة أو القائمين على هذا العمل . ويقوم مهندسو التصاميم واللحام بوضع المسلك التكنولوجي وأسلوب لحام لكل قطعة من الملحومات كالمبادلات الحرارية وأوعية الضغط العالي وأبراج التكرير أو حتى الخزانات والهياكل الحديدية المتحصنة وذلك لتجنب حصول تشوه فيها.
العوامل المؤثرة في حدوث التشوهات :-
لكي نفهم بصورة واضحة وصحيحة أسباب حصول التشوه في الملحومات لابد من بيان تأثير الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمعدن على هذه الظاهرة .
ومن أهم هذه العوامل :-
Coefficient of thermal expansion معامل التمدد الحراري
Thermal conductivity التوصيل الحراري
وكذلك الخواص الميكانيكية ومنها :-
Yield of strength معامل الخضوع
Modulus of elasticity معامل المرونة
والتي لها تأثير كبير في حدوث التشوه في الملحومة أثناء وبعد إجراء عملية اللحام والمخطط البياني رقم 1 يوضح تأثير درجة الحرارة على هذه الخواص حيث كلما
زادت درجة الحرارة لمعدن الفولاذ الكربوني قلت مقاومة الخضوع وكذلك قل معامل المرونة وازداد معامل التمدد الحراري .
إن معامل التمدد الحراري مقياس لقابلية المعدن على التمدد أثناء تعرضه للحرارة جراء اللحام والتقلص إثناء برودته بعد اللحام ولذا فالمعدن الذي له معامل تمدد حراري عالي سوف تكون احتمالية التمدد والتقلص أكثر من المعادن ذات معامل التمدد الحراري القليل وبسبب ذلك فان المعادن ذات معامل التمدد الحراري العالي سوف يحدث فيها تمدد وانكماش كبير في اللحام أو في المعدن المجاور له ولذا فان التشوه سيكون أكثر وضوحا ... ويظهر ذلك جليا في تصرف معدن
أثناء اللحام وعليه يجب أن يعطى عناية خاصة أثناء اللحام وتوفير مستلزمات أساسية لتجنب ذلك
التوصل الحراري :-
ويعتبر مقياس لقابلية سريان الحرارة خلال المعدن فالمعدن ذو التوصيل الحراري القليل مثل Stainless steel
سوف تكون قدرته على تبريد الحرارة بطيئة وبعكس المعدن ذو التوصيل الحراري العالي مثل الألمنيوم فان قابليته على تبريد الحرارة اكبر وعليه يجب أن يأخذ المصمم أو مهندس اللحام بنظر الاعتبار كيفية معالجة سريان الحرارة في الملحومة وتجنب تركيزها في منطقة واحدة مما قد يؤدي إلى حدوث تشوه كبير فيها .
:Yield strength مقاومة الخضوع
هذه الخاصية هي عامل آخر مهم في درجة التأثير على التشوه الذي يحصل جراء اللحام . ولكي يكون الانكماش في اللحام بعد برودتها متلائم مع شكل وصلة اللحام المطلوب ولا يظهر عليها تأثير التشوه يجب أن تصل المقاومة لوصلة اللحام أثناء عملية اللحام إلى مقدار مقاومة الخضوع . وكلما كانت مقاومة الخضوع كبيرة في وصلة اللحام كلما كانت هناك المقاومة المتخلفة
.في الملحومة اكبر والتي لها الاستطاعة في إحداث التشوهResidual stress
مقاومة الخضوع للمعادن يمكن تغييرها بواسطة المعاملات الحرارية أو الميكانيكية فالفولاذ المتوسط الكاربون والفولاذ العالي الكاربون والفولاذ ذو السبائك المخفضة يمكن زيادة مقاومة الخضوع بها بواسطة المعاملات الحرارية .إن إجراء عمليات اللحام في ظروف يكون المعدن عند حالة التلدين ( أي عند مقاومة واطئة ) إن أمكن سوف تقلل احتمالية الالتواء أو التشوه في الملحومة .
Modulus of elasticity معامل المرونة


وهذا المعامل مقياس لصلابة المعدن فالمعادن ذات معامل مرونة عاليه سوف تكون أكثر
قابلية لمقاومة التشوه كما في معدن الفولاذ الكاربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والمبين في الجدول رقم (1) الذي تظهر فيه بعض المواصفات الفيزيائية والمكانيكيه لأهم أربعة معادن مستخدمة في عالم الصناعة .
عند ملاحظة الجدول نجد أن مقاومة الخضوع لمعدن الفولاذ الكاربوني والفولاذ المقاوم للصدأ هي ثلث الفولاذ الكاربوني وهذا يؤثر في قابلية التمدد والانكماش في الملحومة لهذا المعدن أثناء اللحام بسبب تركز الحرارة بمنطقة اللحام كما إن معامل التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ اكبر بمقدار مرة ونصف عن الفولاذ الكاربوني وهذا يؤدي إلي زيادة التشوه في المعدن المجاور لوصلة اللحام وعلية فان إجراء لحام بنفس الظروف والسمك لمعدن الفولاذ الكاربوني والفولاذ المقاوم للصدأ نرى الميل للتشوه في الفولاذ المقاوم للصدأ اكبر من الفولاذ الكاربوني .
أنواع تشوهات اللحام

أهم أنواع التشوهات التي تحصل في الملحومات هي :-


أولا :- الانكماش الطولي
Longitudinal Shrinkage
ويظهر جراء اللحام الحاصل على جهة واحده من الملحومه وخاصة ذات السمك الخفيف كما في الشكل (2).
ثانيا:- الانكماش العرضي
Transverse shrinkage
ويحصل عندما يجري اللحام في المفصل التناكبي
(Butt Joint)
لقطعتين ملحومتين غير قصيرتين مما يؤدي إلى حركة هاتين القطعتين الى الداخل أو تراكب أطرافها الغير ملحومه كما في الشكل (2)
ثالثا:- تشوه الزاوي
Angular distortion
يحصل جراء لحام قطعتين بصوره تناكبيه but joint
أو بصورة لحام زاوي fillet weld
حيث تكون حركة القطعتين بزاوية باتجاه الأخرى كما في الشكل(2)
السيطرة على التشوه:-
Distortion control
لغرض تجنب أو تقليل حدوث التشوه هناك عدة خطوات يجب
أتباعها للحصول على نتائج مرضيه وتكون هذه أما قبل عملية اللحام أو أثناءها أو بعدها مع العلم أن التشوه لا يمكن القضاء عليه بصوره تامه ولكن تقليله الى درجه كبيره جدا وتتلخص هذه الخطوات بما يلي :-
1. تقليل كمية اللحام في ألقطعه أي أن زيادة مادة اللحام في مفصل اللحام يعني المزيد من التشوه بسبب القوى المتولدة في الملحومه جراء درجة الحرارة كذلك اختيار القياس المناسب لقطر سلك اللحام بشكل صحيح والذي يناسب الغرض المطلوب للملحومه والذي يؤدي إلى تقليل التشوه وكذلك الاقتصاد في كمية اللحام والوقت المبذول فيه شكل (3)كما أن تحضير مفصل اللحام بصوره صحيح تناسب السمك وتوافق التصميم سوف تقلل أيضا كمية اللحام المستخدم حيث أن أختيار شكل
(U)أو (X)
لمفصل لحام بدلا من الشكل
(V)
وخاصة للوصلات ذات السمك العالي تعطي نتائج جيدهفي تقليل التشوه أضافه لفوائد الأخرى وكما موضح في الشكل 3
intermittent welding اللحام المتقطع 2
إن استخدام هذه الطريقة سوف تقلل كمية اللحام في القطعة أكثر من اللحام المستمر علما إن استخدامها بشكل مدروس سوف تعطي نفس القدرة من المتانة للملحومه ومن ثم تقليل التشوه وكما هو مبين في الشكل (3)
إجراء عمليات اللحام بأقل عدد من مسارات اللحام3
welding passes
قدر الإمكان باستخدام سلك لحام كبير يناسب السمك سوف يعطي نتائج أفضل في عملية تقليل التشوه إذا ما قورن باستخدام سلك لحام ذو قطر صغير لنفس السمك وبعدد اكبر من مسارات اللحام كما في الشكل 3
إجراء اللحام عند محور التعادل للملحومه أو حول هذا 4
الخط سوف تؤدي إلي اقل تشوه ممكن وكما مبين في الشكل 3
5 استخدام طريقة الخطوات الراجعة
back step
وذلك بان يكون اتجاه تقدم اللحام عكس اتجاه سير خط اللحام ولكل خطوه وبهذه الطريقة يكون هناك ضمان لتبريد الحرارة بشكل متوازن أمام وخلف خط اللحام وبصورة أفضل وعكس اتجاه تقدم اللحام إضافة لكون بداية خط اللحام سوف تكون ضمان لتقليل تشوه مفصل اللحام والشكل 3 يوضح هذه
الطريقة علما بان هذه الطريقة لا يمكن إجراؤها في اللحام الاتوماتيكي لحام
القوس الغاطسsubmerged arc welding
6 تهيئة الملحومات بشكل مسبق وذلك لتوقع حدوث التشوه فيها جراء اللحام حيث إن هذه التهيئة سوف تؤدي إلى استيعاب هذه التشوهات وكما في الشكل 3
التخطيط لأداء مسارات اللحام بشكل ترتيبي ومتسلسل7
مما يضمن تقليل التشوه في الملحومه كالذي يجري في لحام مفصل بصوره متقابلة مسار بعد مسار وكما في الشكل 3
8 إجراء عمليات التعامل الحراري أو الميكانيكي لإزالة التشوه بعد اللحام إن إجراء التعامل الحراري يزيل الاجهادات
stress
بشكل علمي يناسب المعدن سوف يؤدي إلي التخلص من القوى المتخلفة residual stress
في الملحومه والتي تسبب التشوه فيها كما ان اجراء عمليات الطرق penning
لبعض الملحومات ربما يؤدي إلى إزالة التشوه ولكن يجب ان يجري بعناية لتجنب حدوث التشقق
crack
في مفصل اللحام
9 يسعى القائمون على اللحام إلي التحكم في عوامل اللحام مثل قطر سلك اللحام وسرعة اللحام وطريقة اللحام وذلك لانجاز عملية اللحام بصورة سريعة أي بأقل وقت ممكن لضمان حدوث اقل تشوه في الملحومه لذا فان اختيار سلك لحام ذو قطر يناسب سمك المعدن ومن نوع
iron-powder
أو اختيار طريقة لحام القوس الغاطس
submerge arcwelding
سوف تؤدي كل منها إلي تقليل الوقت المستغرق في اللحام وكذلك إلى تقليل كمية المعدن المتأثر بالحرارة ومن ثم تقليل التشوه .
إضافة لما ورد فان هناك خطوات عملية يمكن إجراؤها في الورش تساعد في تقليل التشوه في الملحومات ومن أهمها تصميم مثبتات وعدد متخصصة من معدن النحاس مزوده بأنابيب لجريان ماء التبريد تساعد في امتصاص الحرارة المتولدة من جراء لحام المعادن ذات السمك الخفيف أو
لحام الفولاذ المقاوم للصدأ وذلك نتيجة للتشوه جراء الحرارة .
وكذلك يمكن تصميم وتصنيع مثبتات بأشكال وأبعاد مختلفة تناسب الغرض المطلوب وكما في الشكل 3 تساعد هذه في ضبط عملية اللحام ومن ثم تقليل التشوه المتوقع في الملحومه .


منقول للافادة




Admin
المدير العام
المدير العام

عدد الرسائل : 323
العمر : 34
تاريخ التسجيل : 05/09/2007

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://gewc.ahlamontada.com/

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: تشوه اللحامات

مُساهمة من طرف الداودى في الثلاثاء أكتوبر 04, 2011 11:20 pm

بوركت على هذا المختصر اللطيف ولكن ممكن الصور لاني لم اراها .
راجين لك التوفيق وان تستمر في هذا الموضوع وطرق العلاج

الداودى
عضو خبير
عضو خبير

عدد الرسائل : 68
العمر : 47
البلد : العراق
تاريخ التسجيل : 12/09/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: تشوه اللحامات

مُساهمة من طرف محمد العسيري في الجمعة أكتوبر 07, 2011 4:09 pm

مشكووور

محمد العسيري
عضو جديد
عضو جديد

عدد الرسائل : 1
العمر : 26
البلد : السعوديه
تاريخ التسجيل : 30/09/2011

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى