ما هو الغلاف الجوي الخامل للحام؟ احمِ حوض اللحام الخاص بك من التلوث

في اللحام، الغلاف الجوي الخامل هو درع واقٍ من الغاز غير التفاعلي يحيط بحوض اللحام المنصهر. الغازات الخاملة الأكثر شيوعًا المستخدمة لهذا الغرض هي الأرجون والهيليوم. هذا الدرع بالغ الأهمية لأنه يزيح الأكسجين والنيتروجين والملوثات الأخرى من الهواء المحيط التي قد تتفاعل مع المعدن المنصهر وتضر بجودة اللحام.

الغرض الأساسي من الغلاف الجوي الخامل هو العمل كحاجز، لحماية المعدن المنصهر الضعيف هيكليًا من التلوث الجوي. هذه الحماية هي العامل الحاسم بين لحام قوي ونظيف ولحام ضعيف ومعيب.

المشكلة الأساسية: لماذا لا يمكن التنازل عن الحماية

في درجات الحرارة القصوى للحام، يكون المعدن المنصهر شديد التفاعل. تعريضه للهواء الطلق، الذي يتكون تقريبًا من 78% نيتروجين و 21% أكسجين، هو وصفة للفشل.

التلوث من الهواء

الأكسجين هو العدو الأساسي للحام النظيف، مما يسبب الأكسدة السريعة (أو "التسكير" في الفولاذ المقاوم للصدأ)، مما يخلق طبقة أكسيد هشة ومتقشرة.

يمكن أن يذوب النيتروجين أيضًا في حوض اللحام المنصهر، خاصة في الفولاذ، مما يؤدي إلى تكوين النتريدات ويسبب الهشاشة وفقدانًا كبيرًا للقوة.

النتيجة: لحامات ضعيفة ومسامية

عندما يتم امتصاص هذه الغازات الجوية في اللحام، فإنها غالبًا ما تُحبس مع تبريد المعدن وتصلبه.

يؤدي هذا إلى تكوين فقاعات وفراغات صغيرة داخل حبة اللحام، وهو عيب يُعرف باسم المسامية. اللحام المسامي ضعيف بشكل أساسي، ومليء بنقاط الإجهاد، وعرضة للتشقق تحت الحمل.

تشريح غاز الحماية

لمنع هذه العيوب، يستخدم اللحامون تدفقًا مستمرًا من غاز الحماية لخلق جو محلي واقٍ حول القوس وحوض اللحام. تندرج هذه الغازات في فئتين رئيسيتين.

الغازات الخاملة الحقيقية: الأرجون والهيليوم

الغازات الخاملة مستقرة كيميائيًا ولا تتفاعل مع العناصر الأخرى، حتى في درجات الحرارة العالية لقوس اللحام.

كما هو مذكور في مراجعك، فإن الأرجون (Ar) و الهيليوم (He) هما الغازان الخاملان الرئيسيان المستخدمان في اللحام. إنهما الخيار الأمثل للحام المعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم، والتي تكون حساسة للغاية للتلوث.

الأرجون: المعيار الصناعي

الأرجون أكثر كثافة من الهواء، مما يعني أنه يوفر تغطية ممتازة لمنطقة اللحام بمعدلات تدفق أقل. كما أنه يعزز قوسًا مستقرًا ومركّزًا وهو أقل تكلفة من الهيليوم، مما يجعله غاز الحماية الخامل الأكثر شيوعًا للحام TIG و MIG.

الهيليوم: خيار الأداء العالي

يتمتع الهيليوم بموصلية حرارية أعلى من الأرجون. وهذا يخلق قوسًا أكثر سخونة وأوسع يسمح باختراق أعمق وسرعات سفر أسرع، وهو مفيد بشكل خاص للحام الأقسام السميكة من المواد، خاصة الألومنيوم والنحاس. ومع ذلك، فهو أكثر تكلفة ويتطلب معدلات تدفق أعلى.

فهم المفاضلات: الغازات الخاملة مقابل الغازات النشطة

بينما تعتبر الغازات الخاملة النقية ضرورية لبعض المواد، إلا أنها ليست الخيار الوحيد. في العديد من التطبيقات الشائعة، خاصة للفولاذ، تُفضل الخلائط التي تحتوي على غازات نشطة.

دور الغازات "شبه الخاملة"

تذكر مراجعك ثاني أكسيد الكربون (CO2) كغاز "شبه خامل". في صناعة اللحام، يُصنف ثاني أكسيد الكربون بشكل أكثر شيوعًا على أنه غاز نشط.

بينما لا يتفاعل مع حوض اللحام المنصهر بنفس طريقة الأكسجين، فإنه يتفاعل داخل الحرارة العالية لقوس اللحام، ويتفكك قليلاً ويؤثر على كيمياء اللحام. إنه غير مناسب للمعادن شديدة التفاعل مثل الألومنيوم.

لماذا نخلط الغازات؟

بالنسبة للحام الفولاذ الكربوني، يمكن أن يؤدي الأرجون النقي إلى شكل حبة لحام طويل وضييق. إضافة نسبة صغيرة من ثاني أكسيد الكربون (على سبيل المثال، خليط 75% أرجون / 25% ثاني أكسيد الكربون) يؤدي إلى تسطيح شكل الحبة، ويحسن الاختراق، ويخلق قوسًا أكثر استقرارًا، مما ينتج عنه لحام أفضل بشكل عام مع تناثر أقل.

معادلة التكلفة مقابل النقاء

ثاني أكسيد الكربون النقي هو أرخص غاز حماية، لكنه ينتج قوسًا أقل استقرارًا وتناثرًا أكثر من خليط الأرجون. الأرجون النقي ضروري للمعادن غير الحديدية ولكنه أغلى. توفر خلطات الأرجون/ثاني أكسيد الكربون توازنًا بين الأداء والتكلفة وهو مثالي لمعظم تصنيع الفولاذ.

اختيار الغلاف الجوي المناسب لهدفك

إن اختيار غاز الحماية الصحيح ليس مجرد تفصيل فني؛ إنه قرار أساسي يحدد جودة اللحام ومظهره وتكلفته.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو لحام الألومنيوم أو المغنيسيوم أو التيتانيوم: يجب عليك استخدام غاز خامل نقي، مع كون الأرجون بنسبة 100% هو الخيار الأكثر شيوعًا وفعالية.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو تصنيع الفولاذ للأغراض العامة (MIG): خليط من 75% أرجون و 25% ثاني أكسيد الكربون هو المعيار الصناعي للحام النظيف، والقوس المستقر، والحد الأدنى من التناثر.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو أقصى اختراق للألومنيوم أو النحاس السميك: سيوفر خليط الهيليوم/الأرجون أو الهيليوم النقي مدخلات الحرارة اللازمة للحام سليم.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو أقل تكلفة ممكنة للحام الفولاذ: يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون بنسبة 100%، ولكن يجب أن تكون مستعدًا للتعامل مع قوس أكثر خشونة والمزيد من التنظيف بعد اللحام.

في النهاية، الغلاف الجوي الصحيح هو الذي يحمي لحامك بشكل موثوق من الملوثات المحددة التي تهدده.

جدول ملخص:

نوع الغاز	الاستخدام الأساسي	الخصائص الرئيسية
الأرجون (Ar)	TIG/MIG على الألومنيوم، التيتانيوم	معيار صناعي، قوس مستقر، تغطية جيدة، فعال من حيث التكلفة
الهيليوم (He)	الألومنيوم السميك، النحاس	قوس أكثر سخونة، اختراق أعمق، سرعات أعلى، تكلفة أعلى
خليط Ar/CO2 (مثال: 75/25)	MIG على الفولاذ الكربوني	أداء متوازن، قوس مستقر، تناثر ضئيل، متعدد الاستخدامات
ثاني أكسيد الكربون (CO2)	لحام الفولاذ منخفض التكلفة	الأقل تكلفة، قوس أكثر خشونة، تناثر أكثر

حقق لحامات خالية من العيوب باستخدام المعدات المناسبة

مثلما يعتبر غاز الحماية الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لسلامة اللحام، فإن استخدام معدات مختبر موثوقة وعالية الأداء ضروري لعمليات البحث ومراقبة الجودة الخاصة بك.

تتخصص KINTEK في توفير معدات ومواد استهلاكية قوية للمختبرات تلبي الاحتياجات الملحة للمختبرات الحديثة. سواء كنت تجري تحليلًا للمواد، أو تختبر سلامة اللحام، أو تطور سبائك جديدة، فإن منتجاتنا مصممة لتقديم الدقة والمتانة.

دعنا نساعدك على تعزيز قدرات مختبرك. اتصل بخبرائنا اليوم للعثور على الحل الأمثل لاحتياجات مختبرك والتأكد من أن عملياتك محمية ودقيقة مثل أفضل لحاماتك.