ما هي المسامية في اللحام؟

إذا كنت تبحث عن إجابة مباشرة على سؤال ما الأسباب المؤدية إلى المسامية في اللحام ، فإن السبب عادةً ما يعود إلى احتجاز الغاز داخل معدن اللحام المنصهر قبل أن يتصلّب الحبة بالكامل. ويُخلف هذا الغاز المحبوس تجاويف صغيرة أو ثقوبًا دقيقة أو فراغات في منطقة اللحام. وبعبارات بسيطة، إذا كنت بحاجة إلى تعريف المسامية في اللحام ، فهي عيب لحام مرتبط بالغاز، ويمكن أن يظهر على السطح أو يبقى مخفيًّا تحته.

المسامية هي غاز محبوس داخل اللحام أثناء تبريد المعدن وتصلّبه.

ويصف الدليل التقني الصادر عن معهد اللحام الدولي (TWI) هذه الظاهرة بأنها تجاويف تتكون عندما يُحبَس الغاز المنطلق من حوض اللحام داخل المعدن أثناء تصلّده. المُصنِّع ويشير أيضًا إلى أن الثقوب المستديرة تُعد دليلاً مرئيًّا شائعًا على المسامية، بينما قد تظهر العيوب الممتدة على هيئة ثقوب دودية أو قنوات.

ما تعنيه المسامية في اللحام

للمبتدئين الذين يسألون ما هي المسامية في اللحام؟ ، فكّر فيها على أنها فراغاتٌ خاليةٌ كان ينبغي أن تكون مملوءةً بالمعادن الصلبة. وتكتسب هذه الفراغات أهميةً لأنها قد تقلّل من المساحة الفعّالة للوصلة اللحامية، وتؤثّر سلبًا على المظهر الخارجي، وتُشكّل مساراتٍ لتسرب السوائل أو الغازات، وتتطلّب عمليات جَلْخٍ إضافية أو إصلاحًا أو رفض الوصلة تمامًا حسب الكود المعمول به وظروف الخدمة. والمسام السطحية ليست دائمًا مجرد عيبٍ تجميليٍّ. ففي بعض المهام، قد تشير المسامية المرئية إلى احتجازٍ غازيٍّ أكثر انتشارًا في أعماق الوصلة اللحامية.

لماذا يؤدي احتجاز الغاز إلى تكوّن نقاط ضعف؟

من الناحية التقنية، تتشكل المسامية عندما يدخل النيتروجين أو الأكسجين أو الهيدروجين إلى حوض اللحام ولا يخرج في الوقت المناسب. ويسمح ضعف الحماية بدخول الهواء إلى منطقة القوس. ويمكن أن تُولِّد الملوثات مثل الزيت والشحوم والدهانات والصدأ والبرايمر أو طبقات الزنك الغاز عند تسخينها. كما يزيد وجود الرطوبة على القطعة المراد لحامها أو على المواد المالئة أو على الأقطاب الكهربائية أو على مادة التدفق من خطر احتواء اللحام على الهيدروجين. أما تقنية اللحام غير المستقرة، أو زيادة المسافة بين الفوهة وسطح العمل، أو ارتفاع اضطراب تدفق غاز الحماية، أو التيارات الهوائية، فهي جميعها عوامل قد تخلّ بالحماية. وتلاحظ مؤسسة TWI أن دخول ما نسبته ١٪ فقط من الهواء إلى غاز الحماية قد يؤدي إلى ظهور مسامية موزَّعة.

• فقدان تغطية غاز الحماية
• معدن أساسي ملوث أو مغطى بطبقة ما
• رطوبة في المواد الاستهلاكية أو على الوصلة
• مشاكل في تدفق الغاز أو وجود تسريبات أو تيارات هوائية
• تقنية لحام تُحدث عدم استقرار في حوض اللحام

إن نمط هذه المسام وموقعها غالبًا ما يكشفان أكثر مما يوحي به اسم العيب وحده، ولذلك تصبح الحبة اللحمية نفسها أول دليل تشخيصي.

أنواع مسامية اللحام وما توحي به

نادرًا ما تبدو الحبيبات المسامية عشوائية بالفعل. فحجم المسام وتباعدها وموقعها عادةً ما يُعطي أول دليلٍ على ما تغيَّر في منطقة القوس. وهذا يجعل التشخيص البصري مفيدًا قبل أن يبدأ أي شخص بضبط المفاتيح أو إلقاء اللوم على تدفق الغاز وحده. مختلفة أنواع المسامية في اللحام تشير غالبًا إلى نقاط التفتيش الأولية المختلفة، حتى عندما يبدو اسم العيب متشابهًا.

أنماط المسامية الشائعة وما توحي به

استخدم الحبيبة كخريطة. فما تراه على السطح لا يثبت السبب من تلقاء نفسه، لكنه يساعد في تضييق نطاق البحث بسرعة.

كيف تشير المسام السطحية إلى مشاكل لحام أعمق

الثقوب الإبرية المرئية سهلة الاكتشاف، وهذا أمر مفيد، لكن لا ينبغي التغاضي عنها بسرعةٍ كبيرة. وتشير إرشادات معهد اللحام الدولي (TWI) إلى أن المسام الظاهرة على السطح تدل عادةً على وجود كمية كبيرة من المسامية الموزَّعة. وبعبارات بسيطة، إذا وصل الغاز إلى السطح، فقد يكون هناك المزيد منه محبوسًا مباشرةً تحته. ولذلك فإن وجود مسامية سطحية قد يُعَدُّ إنذارًا بانخفاض الجودة، وليس مجرد مشكلة في المظهر.

وتُعقِّد المسام المخفية الصورة أكثر فأكثر. وتُستخدم طرق الفحص بالأشعة السينية واختبارات الموجات فوق الصوتية عادةً لاكتشاف المسامية الموجودة تحت السطح، ويلاحظ معهد اللحام الدولي (TWI) أن الفحص بالأشعة السينية يكون عمومًا أكثر فاعلية في توصيف المسامية. فإذا بَدَا الحبة اللحمية مقبولةً من الناحية البصرية، ومع ذلك كشف الفحص عن تجويفات دائرية الشكل، فإن البحث عن السبب الجذري يعود عادةً إلى نفس العوامل المشتبه بها: حماية منطقة اللحام، أو التلوث، أو الرطوبة، أو سرعة تجمُّد حوض اللحام.

عندما تؤدي عيوب «الأنفاق» والمسامية الخطية إلى تغيير التشخيص

الأنابيب عيب نفق في اللحام يهم الأمر لأن شكله يؤثر على التشخيص. فبدلًا من وجود بقع غازية معزولة قليلة، تشير الثقوب الدودية إلى أن حجمًا أكبر من الغاز قد تولد واحتبس أثناء تصلّد اللحام. ويربط معهد اللحام الدولي (TWI) الثقوب الدودية بالتلوث السطحي الجسيم، أو طبقة الدهان أو التمهيدي السميكة، أو ظروف المفصل المشابهة للشقوق التي يسهل فيها احتجاز الغاز، لا سيما في المفاصل على شكل حرف T الملحوظة باللحام الزاوي.

المسامية الخطية تُشير إلى اتجاه مختلف. فعندما تظهر المسام على هيئة خطٍّ، أو عندما المسامية الأنبوبيّة تظهر ملامح ممدودة تمتد في اتجاه اللحام، فإن المشكلة غالبًا ما تكون متكررة بدلًا من أن تكون عشوائية. فقد يكون هناك تلوث في المادة على طول جزء واحد من الوصلة، أو قد يضطرب غطاء الغاز الواقي بنفس الطريقة طوال مسار اللحام. وتربط كتالوجات الأنماط الصادرة عن Xiris معهد اللحام الدولي (TWI) أيضًا بين النمطين الخطي والدودي وأعطال العمليات المتكررة، والتلوث، ومشاكل تغطية الغاز.

هذه هي القيمة الحقيقية لقراءة شكل الحبة اللحامية. فالنمط يضيّق نطاق الاحتمالات، لكنه لا يزال يترك عدة مسارات محتملة مفتوحة، وغالبًا ما تنشأ المسامية من أكثر من مسارٍ منها في الوقت نفسه.

أسباب المسامية اللحامية في جميع عمليات اللحام

وبمجرد أن يُشير نمط الفتحات إلى الاتجاه الصحيح، تبدأ المهمة الحقيقية عند المصدر. وفي معظم طرق اللحام، فإن أسباب المسامية اللحامية تندرج عادةً ضمن أربع فئات واسعة: تلوث المعدن الأساسي، وضعف تغطية الغاز، استعمال مواد استهلاكية رطبة أو متدهورة، والتدخل البيئي. وفي الواقع، غالبًا ما تتداخل هذه الأسباب مع بعضها. فقد تظهر فتحات في الحبة اللحامية لأن المفصل كان يحتوي على كمية ضئيلة من الزيت، وبسبب تراكم الرشّات على الفوهة، ووجود مروحة تُحرّك الهواء عبر منطقة العمل في الوقت نفسه. ولذلك فإن التشخيص الذكي يبدأ بالفحوصات الأساسية قبل إجراء أي تغييرات جوهرية في المعايير.

التلوث الذي يحبس الغاز داخل حوض اللحام

يُعتبر التلوث أحد أكثر الأسباب شيوعًا للمسامية في اللحام عند تسخين الطلاء أو الشحوم أو الزيوت أو الغراء أو الصدأ أو القشور المعدنية الناتجة عن عمليات الدرفلة أو بقايا الطلاء الكهربائي أو الرطوبة بواسطة القوس الكهربائي، يمكن أن تطلق هذه المواد غازاتٍ إلى حوض اللحام المنصهر. ويُشير مُصنّع الوحدة صراحةً إلى أن لحام الأسطح المغطاة بالقشور المعدنية الناتجة عن عمليات الدرفلة أو الصدأ قد يؤدي إلى تكوّن غازات ناتجة عن التحلل، في حين أن الطلاءات مثل الزنك قد تتبخر بسرعةٍ كبيرةٍ وتؤدي إلى انبعاثٍ شديدٍ للغازات.

• افحص وجود الطلاء أو البرايمر أو الزيوت أو الشحوم أو الغراء أو الصدأ أو القشور المعدنية الناتجة عن عمليات الدرفلة قرب منطقة اللحام.
• انظر ما وراء القطعة المراد لحامها. فسلك الحشو الملوث، أو سلك الحشو المستخدم في لحام القوس التنغستني المحمي بالغاز (GTAW) الملوث، بل وحتى القفازات المتسخة، قد تُضيف ملوثاتٍ إلى منطقة اللحام.
• راجع استخدام مواد منع التناثر. إذ يمكن أن يغلي الكمّ الزائد من هذه المادة ليتحول إلى غازٍ ملوثٍ يلوّث حوض اللحام.
• إذا كانت المسام متركزة في منطقة معينة، فافحص تلك الجزء المحدد من الوصلة أولاً، بدلًا من تغيير الإجراء بأكمله.

أعطال في نظام الحماية الغازية الناجمة عن تدفق الغاز والرياح المُحيطة

العديد المسام في اللحام تسبب تعود المشكلة إلى ضعف التدريع، ولكن ليس دائمًا بالطريقة الواضحة. فالأسطوانة الفارغة، أو الخرطوم المُثني، أو الحلقة التوصيلية (O-ring) التالفة، أو الخرطوم المحروق، أو خط الغاز الملوث، أو الفوهة المسدودة، أو التوصيلات المتسربة — كلها قد تقلل من مستوى الحماية. كما أن تدفق الغاز الزائد قد يولّد اضطرابًا هوائيًّا ويسحب الهواء الخارجي إلى منطقة اللحام، وهي مشكلة مذكورة في كلٍّ من OTC DAIHEN وإرشادات مجلة The Fabricator.

• تأكد من أن الأسطوانة ليست فارغة.
• افحص الخراطيم بحثًا عن جروح أو انثناءات أو انضغاطات أو تلوث.
• تحقق من فتحة الفوهة للتأكد من عدم انسدادها أو تقييدها بسبب الرواسب المعدنية (Spatter).
• تحقَّق من وضع القوس أو البندقية إذا بدا أن تغطية الغاز غير متسقة.
• راقب وجود جذور مفتوحة أو فجوات في الوصلات قد تسحب الهواء من الجانب الخلفي.

أخطاء تتعلق بالرطوبة والمواد الاستهلاكية وإعداد السطح

من السهل تفويت الرطوبة، وغالبًا ما تُلقى التهمة عليها متأخرًا جدًّا. فالإلكترودات الرطبة، أو مشاكل الأسلاك ذات القلب المُلَوِّن، أو امتصاص مسحوق اللحام تحت الغلاف (SAW) للرطوبة، أو التكثُّف على الألواح الباردة، أو وجود ماء على الوصلة كلها قد تُدخل غازاتٍ إلى اللحام. ويلاحظ مُصنِّع الأجزاء الملحومة أن إلكترودات اللحام اليدوي (SMAW)، والمواد الاستهلاكية لعملية اللحام بالأسلاك المُلَوِّنة (FCAW)، ومسحوق اللحام تحت الغلاف (SAW) يمكن أن تمتص الرطوبة إذا وُضعت في أماكن تخزين غير مناسبة. وهذا يجعل حالة المواد الاستهلاكية بنفس أهمية تنظيف المعدن.

• تحقَّق من نظافة الوصلة وجفافها قبل بدء عملية اللحام.
• راجع طريقة تخزين الإلكترودات والأسلاك ومسحوق اللحام بين النوبات التشغيلية.
• افحص حالة المادة المالئة قبل تغيير الجهد أو شدة التيار.
• تفقَّد وجود التكثُّف على الأجزاء الثقيلة أو الوصلات المتراكبة أو المعادن التي أُدخلت من مناطق أكثر برودة.
• راقب المراوح والأبواب المفتوحة وحركة الهواء القريبة التي قد تؤثر على تغطية الغاز الواقي.

هذه هي المسارات الشائعة الكامنة وراء معظم أسباب المسامية في اللحام . والجزء الصعب هو أن كل عملية لحام تكشف عن هذه العوامل بشكل مختلف، لذا فإن نفس الفقاعة الظاهرة على الحبة اللحمية قد تعني شيئًا ما في عملية اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز (GMAW)، وشيئًا آخر في عملية اللحام بالقوس التنغستني المحمي بالغاز (GTAW)، أو اللحام اليدوي (SMAW)، أو اللحام بالأسلاك المُلَوِّنة (FCAW).

المسامية في لحام MIG والعمليات الأخرى

قد تبدو الفقاعة المستديرة مماثلة على السطح الملحوم، لكن العملية التي أدت إلى تكوينها تغيّر التشخيص. ولهذا السبب المسامية في لحام MIG لا ينبغي التعامل معها بنفس الطريقة المتبعة في حالة المسامية في لحام TIG أو القوس اليدوي (Stick) أو اللحام القوسي ذي القلب المُملَّأ (Flux-Cored) أو اللحام القوسي المدفون (Submerged Arc Welding). وأسرع خطوة في استكشاف الأخطاء وإصلاحها هي أولاً ربط العيب بالعملية المناسبة. فكل طريقة من هذه الطرق تحمي حوض اللحام بطريقة مختلفة، وتستخدم مواد استهلاكية مختلفة، وتميل إلى الفشل في أماكن محددة ومتنبَّهٍ بها مسبقاً.

لماذا يتشكل عيب المسامية في لحام MIG بشكل شائع

وفي عملية اللحام بالغاز المعدني (GMAW)، يكون غلاف الغاز الواقي معرّضاً حول حوض اللحام المنصهر، وبالتالي المسامية في لحام MIG غالباً ما تبدأ عند الطرف الأمامي لماسورة اللحام أو في أي مكان آخر على مسار الغاز. وتذكر شركة ميلر أسباباً شائعة لهذا العيب تشمل: التغطية الغازية غير الكافية، ووجود شوائب على المادة الأساسية، وزاوية الماسورة المفرطة، والأسطوانات الرطبة أو الملوثة، وامتداد السلك بشكل مفرط خارج الفوهة. برنارد وتريغاسكيس ويضيفان إلى القائمة انسداد الفوهة أو صغر حجمها، وتراكم الرشاشات المعدنية (Spatter)، وتلف الخراطيم أو الحلقات التوصيلية (O-rings)، وتلوث البطانة الداخلية للسلك، واتساخ السلك نفسه. وبعبارات ورشة العمل، لحامات MIG مسامية غالبًا ما تعود إلى طول البارزة الزائد، أو فوهة مسدودة بالتناثر، أو انخفاض غير كافٍ لطرف التلامس، أو وجود تسريبات، أو تيارات هوائية، أو تلوث يُحمل إلى البركة بواسطة السلك نفسه.

كيف تختلف أسباب اللحام بتقنية TIG وتقنية Stick وتقنية Flux Cored وتقنية SAW

لا يزال لحام التنجستن الخامل (TIG) يعتمد على غاز الحماية، لكن نقاط الفشل المحتملة تتغير. ويُشير المُصنِّع إلى تلوث سلك الإضافات، وارتداء قفازات متسخة، وتدفق الغاز المفرط الذي يسبب اضطرابًا في التدفق، وتلف ختم غطاء القوس، وتسرب الغاز من الخراطيم، والرياح المحلية باعتبارها عوامل محتملة تؤدي إلى عيوب في لحام القوس التنغستني المحمي بالغاز (GTAW). أما لحام القوس اليدوي (Stick welding) فيغيّر نطاق البحث مجددًا، لأن هذا الأسلوب لا يستخدم فوهة حماية منفصلة لتوصيل الغاز عند القوس. وفي هذه الحالة، يكتسب وجود الرطوبة في إلكترودات اللحام اليدوي (SMAW)، ودخول الهواء عبر الجذر المفتوح، والرياح المحلية أهميةً أكبر بكثير من حجم الفوهة. أما لحام القلب الفلوري (Flux-cored welding) فينقسم إلى مسارين: ففي لحام القلب الفلوري المحمي بالغاز (Gas-shielded FCAW)، تتشارك العديد من مخاطر نقص تغطية الغاز مع لحام القوس المعدني المحمي بالغاز (MIG)، بينما يمكن لأسلاك لحام القلب الفلوري نفسها أن تمتص الرطوبة إذا لم تُخزَّن بشكلٍ جيد. أما لحام القوس المغمور (SAW) فيحوّل المشكلة إلى مرحلة لاحقة تتعلق بمعالجة المسحوق الفلوري؛ ويلاحظ المُصنِّع أن المسحوق الفلوري المستخدم في لحام القوس المغمور يمتص الرطوبة كإسفنجة، ولذلك تصبح عملية التخزين الجاف وضمان التغطية الكاملة للمسحوق الفلوري أول خطوات الفحص الوقائي.

فحوصات محددة حسب العملية تُحل المشكلة بشكل أسرع

قبل تغيير الجهد أو التيار أو سرعة الحركة عشوائيًّا، افحص العناصر التي يحتمل أن تفشل في تلك العملية المحددة.

التشخيص الأول يزيل الكثير من التخمينات حتى في ذلك الحين، تغير طبقة أخرى احتمالات الارتباط مرة أخرى: فولاذ الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم لا يستجيبون للتلوث والغازات المتعثرة بنفس الطريقة، حتى عندما تبقى عملية اللحام نفسها تمامًا.

لماذا يغير نوع المعدن تشخيص مسامية الحامدة

نفس شكل المسام لا يشير دائما إلى نفس السبب الجذري. في الممارسة العملية مسامية في المعدن يجب أن يقرأ من خلال المواد الأساسية وكذلك العملية. فولاذ الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم يجلبون ظروف سطحية مختلفة إلى القوس، وهذا يغير ما يجب عليك فحصه أولاً. دليل من ميلر يظهر الألومنيوم أقل تسامحا بكثير من الفولاذ الكربوني عند التنظيف والتخزين الانزلاق. يحدد هوبارت براذرز الهيدروجين من أكسيد الألومنيوم المهدر والهيدروكربونات والرطوبة كعامل رئيسي في مسامية لحام الألومنيوم.

لماذا تتصرف الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم بشكل مختلف

فولاذ الكربون عادة ما يرسلك إلى الصدأ، ومساحة الطاحونة، والطلاء، والزيت، أو قذارة المتجر أولا. يلاحظ المصنع أن الصدأ والحجر الصنعي يمكن أن يشكلوا غازات تحلل ، في حين أن طلاء الزنك يمكن أن يتبخر بسرعة في القوس. لهذا السبب مسامية الصلب غالبًا ما يعود إلى حالة السطح. أما الألومنيوم فهو مختلف. فطبقة أكسيده يمكن أن تمتص الرطوبة، وتتحول إلى هيدرات، وتطلق الهيدروجين عند التسخين، مما يجعل الألومنيوم حساسًا بشكل خاص لكلٍّ من النظافة والجفاف. وتظل الفولاذ المقاوم للصدأ تتبع نفس القواعد العامة المتعلقة بالحماية من التلوث، لكن مجلة «ذا فابريكيتور» تشير أيضًا إلى أن الأسلاك المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والأسلاك عالية النيكل تكون عرضةً بشكل خاص لجذب الملوثات، ولذلك فإن التعامل مع سلك الحشو يتطلب اهتمامًا إضافيًّا.

كيف تؤثر الأكاسيد والرطوبة وأغشية السطح على كل معدن

لهذا السبب قد تؤدي نفس الثقوب الإبرية إلى استنتاجات مختلفة. فإذا رأيت المسام في المعدن بعد استخدام نفس الجهاز والإجراء، فإن الفولاذ الكربوني يشير إلى الصدأ أو القشور، بينما يدفعك الألمنيوم نحو الأكسيد والرطوبة.

أولويات التنظيف قبل لحام المواد المختلفة

بالنسبة للفولاذ الكربوني، ركّز على الأكسدة المرئية والتلوث الناتج عن ورشة العمل والطلاءات. أما بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ، فاحرص على أن تبقى منطقة اللحام والملحوم خاليتين من الزيوت والأوساخ المنقولة. وبالنسبة للألومنيوم، يوصي ميلر بالتأكد من جفاف المادة، وإزالة الشحوم عنها باستخدام منشفة نظيفة، وإزالة طبقة الأكسيد باستخدام فرشاة من الفولاذ المقاوم للصدأ قبل اللحام. ويلاحظ ميلر أيضًا أن تخزين الألومنيوم بشكل عمودي يساعد في تقليل احتجاز الرطوبة بين القطع.

نوع المادة يضيّق نطاق التشخيص بسرعة، لكنه لا يُكمِله. فحتى المعدن النظيف تمامًا قد يظل يحبس الغاز عندما تتعارض إعدادات اللحام أو تقنيته مع غلاف الحماية.

المسامية في اللحام الناتجة عن أخطاء في الإعداد أو التقنية

وبعد تنظيف المعدن بشكل صحيح، المسامية في اللحام قد تظهر رغم ذلك إذا أدى الإعداد أو حركة اليد إلى اختراق غلاف الحماية المحيط بالبركة اللحمية. ولذلك المسامية في اللحام ليست دائمًا مشكلة تتعلق بإعداد السطح. ففي العديد من الحالات، يصبح الغلاف الغازي غير مستقر، أو يفقد القوس انتظامه، أو يتصلّب حوض اللحام المصهور قبل أن تتمكن الغازات من الخروج بسلاسة.

مشاكل تدفق الغاز وطول القوس وطول الامتداد الخارجي

يجب أن يكون تدفق غاز الحماية ثابتًا وليس شديد التقلّب. فالتدفق القليل جدًّا يترك حوض اللحام مكشوفًا للهواء الجوي، أما التدفق الزائد فيمكن أن يكون ضارًّا بنفس القدر لأن الاضطرابات الناتجة قد تسحب الهواء الخارجي مجددًا إلى منطقة الحماية. وبالنسبة لعمليات اللحام بالقوس المعدني المحمي (MIG) داخل الأماكن المغلقة، تشير أكاديمية إمين إلى أن المدى الشائع لتدفق الغاز هو ١٥–٢٥ قدمًا مكعبة في الساعة (CFH)، وتوضح أن التدفق المفرط قد يولّد اضطرابات. كما أن طول الامتداد الخارجي (Stickout) له أهمية كبيرة أيضًا. تيك ويلد توصي باستخدام امتداد كهربائي ثابت يبلغ حوالي ١⁄٤ إلى ٣⁄٨ بوصة في العديد من تطبيقات اللحام بالقوس المعدني المحمي (MIG). وعندما يمتد السلك بشكل مفرط، فإن استقرار القوس والتحكم في غاز الحماية كليهما يزدادان سوءًا.

• افحص عداد التدفق أولًا، ثم تأكَّد من أن الأنابيب المرنة والتجهيزات والحلقات المطاطية (O-rings) ليست بها أي تسريبات.
• افحص الفوهة للتحقق من تراكم الرذاذ المعدني (spatter) الذي قد يقيّد تدفق الغاز أو يُعيد توجيهه.
• إذا شعرت بأن مسدس اللحام بعيدٌ جدًّا عن قطعة العمل، فاقصر طول الامتداد الخارجي (stickout) وأجرِ اختبارًا جديدًا قبل تغيير السلك أو غاز الحماية.
• إذا بدأت المسامية بعد زيادة تدفق الغاز، فقلل من درجة التوربلانس بدلًا من زيادة تدفق الغاز مرة أخرى.

أخطاء زاوية القوس وسرعة السير وبُعد الفوهة

يمكن لموقع البندقية أن يكشف عن حوض لحام نظيف بنفس سهولة كشفها عن وصلة متسخة. أكاديمية إمين يحذّر من أن زوايا القوس التي تتجاوز حوالي ٢٠ درجة قد تؤدي إلى اضطراب في تغطية الغاز الواقي، بينما تساعد زاوية الدفع الأكثر تحكمًا والمُقدّرة بين ١٠ و١٥ درجة في الحفاظ على الحماية أثناء اللحام بالقوس المعدني المحمول (MIG). أما زيادة المسافة بين الفوهة وقطعة العمل فتؤدي إلى انتشار الغاز بشكلٍ واسعٍ جدًّا، مما يجعل حوض اللحام عُرضةً للتلوث. وتغيّر سرعة السير الصورة مرةً أخرى. وتبيّن شركة ميلر أن التحرك بسرعةٍ كبيرةٍ يؤدي إلى تشكيل خيط لحام ضيق وغير منتظم وضعيف الالتحام، بينما يؤدي التحرك ببطءٍ شديدٍ إلى إضافة حرارة زائدة واتساع الخيط. ويمكن لأيٍّ من هاتين الحالتين أن يحبس الغاز بطريقة مختلفة، لأن حوض اللحام لم يعد يتصرف بشكلٍ متوقع.

• راقب ما إذا بقيت الفوهة قريبةً باستمرارٍ من الوصلة طوال مسار اللحام الكامل.
• قلّل من زوايا الدفع أو السحب الشديدة التي تكشف الجزء الأمامي من حوض اللحام.
• إذا كانت الحبة ضيقة وغير منتظمة، فجرّب سرعة سير أبطأ قليلًا وأكثر ثباتًا.
• إذا كانت الحبة واسعة جدًا وبطيئة، فراجع مدخل الحرارة وتجنب البقاء لفترة طويلة في نفس الموضع.

مؤشرات توازن الجهد والتيار والحرارة

عندما يسأل الناس ما السبب وراء وجود المسام في اللحام؟ وبعد أن تبدو عملية التنظيف جيدة، فإن إعدادات القوس غير المستقرة تكون غالبًا جزءًا من الإجابة. وتلاحظ شركة ميلر أن انخفاض الجهد قد يؤدي إلى صعوبة بدء القوس وضعف التحكم فيه، بينما قد يتسبب ارتفاع الجهد بشكل مفرط في حدوث اضطراب في بركة اللحام واختراق غير منتظم. وفي عملية اللحام بالغاز المحمي (MIG)، يؤثر أيضًا معدل تغذية السلك في شدة التيار، لذا فإن الإعدادات المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا تُغيّر شكل الحبة وسلوك البركة. فإذا تجمّدت البركة بسرعة كبيرة، فقد لا تتمكن الغازات من الخروج. وإذا أصبحت البركة غير منتظمة جدًا، فإن الغلاف الواقي ينهار ويختلط الهواء بالمنطقة.

• اقرأ شكل الحبة قبل تعديل عدة ضوابط في آنٍ واحد.
• افحص وجود ظاهرة التوقف المفاجئ (stubbing)، أو سلوك القوس غير المنتظم، أو رش شديد جدًا للشرر.
• عدّل متغيرًا واحدًا في كل مرة، ثم قارن شكل الحبة والصوت وأنماط المسام.
• أعد فحص توصيل الغاز وموضع البندقية جنبًا إلى جنب مع الجهد وسرعة تغذية السلك، وليس بشكل منفصل.

لهذا السبب المسامية في اللحام غالبًا ما تنتج عن عدة أخطاء صغيرة في الإعداد تتراكم معًا. وعادةً ما يُفضي اتباع ترتيب فحص منهجي إلى اكتشاف السبب الحقيقي أسرع من إجراء تعديلات عشوائية.

مخطط سير عمل استكشاف أخطاء عيب المسامية في اللحام وإصلاحها

السلاسل اللحمية المسامية تحفِّز التخمين. واجه ذلك بحزم. وعندما يظهر عيب المسامية في اللحام أثناء الإنتاج، فإن أسرع حلٍّ غالبًا ما ينتج عن فحص نظام اللحام وفق ترتيب منهجي، وليس عن تغيير الجهد وسرعة تغذية السلك وسرعة الحركة دفعة واحدة. وتوضح ملاحظات معهد اللحام الدولي (TWI) أن المسام الظاهرة على السطح تشير غالبًا إلى وجود كمية كبيرة من المسامية المنتشرة، وبالتالي فإن أول ثقب صغير تراه قد لا يكون سوى جزءٍ من المشكلة.

أول ثلاثة أمور يجب فحصها عند ظهور المسام

ابدأ من المواقع التي تحدث فيها الأعطال أكثر ما تكون وتتفاقم فجأة:

أولاً، تحقق من توصيل الغاز. تأكد من أن الأسطوانة ليست فارغة، وأن المنظم وعداد التدفق يعملان بشكل سليم، وأن مسار الغاز خالٍ من أي تسرب أو قطع في الخرطوم أو تلف في الحلقة المطاطية (O-ring) أو انضغاط في الخط أو اتصال معطوب. كما يُشير جهاز التصنيع الآلي (Fabricator) أيضًا إلى صمامات التحكم الكهرومغناطيسية المعطوبة والخرطوم الملوث باعتبارها عوامل رئيسية فعلية.

ثانيًا، تحقق من غاز الحماية عند القوس الكهربائي. يمكن أن تؤدي المراوح والأبواب المفتوحة وحركة الهواء القريبة والمسافة المفرطة بين الفوهة والقطب والزاوية غير المناسبة لماسك القوس (gun angle) وتدفق الغاز المرتفع جدًّا إلى اضطراب في تغطية الغاز وسحب الهواء إلى منطقة اللحام.

ثالثًا، فحِّص الفوهة والقطع الاستهلاكية وسطح الوصلة. تشمل العوامل التي يجب وضعها على رأس القائمة: الفوهات المسدودة بالشرارات، والأقطاب أو الفلوكس الرطبة، وسلك الحشو المتسخ، والزيت والشحم والصدأ والطلاء الأولي (primer) والزنك والرطوبة الموجودة على القطعة المراد لحامها.

تدفق عمل خطوة بخطوة من توصيل الغاز إلى تحضير السطح.

1. تحقق من إمداد غاز الحماية. تأكد من توفر الغاز الصحيح فعليًّا، وأنه يصل بالفعل إلى القطب أو ماسك القوس (torch or gun).
2. افحص مسار الغاز للبحث عن أي تسرب أو انسداد. افحص الخراطيم والتجهيزات والأختام والفوهة وأجزاء الطرف الأمامي قبل تعديل إعدادات الجهاز.
3. إزالة التيارات الهوائية والاضطرابات. تلاحظ شركة TWI أن احتواء الهواء بنسبة تصل إلى ١٪ فقط قد يتسبب في وجود مسامية موزعة. كما أن زيادة تدفق الغاز ليست دائمًا أفضل إذا أدى ذلك إلى حدوث اضطراب.
4. تفقّد موقع الفوهة وطريقة استخدامها. إذا كانت الفوهة بعيدة جدًّا عن بركة اللحام أو كانت الزاوية شديدة للغاية، فإن غاز الحماية ينتشر ويتسرب الهواء من الخلف.
5. راجع حالة المواد الاستهلاكية. ابحث عن علامات امتصاص الرطوبة في الأقطاب الكهربائية أو في مسحوق اللحام أو في مسحوق اللحام تحت الغاز (SAW)، بالإضافة إلى أي تلوث موجود على سلك الحشو أو السلك المُستخدم.
6. أعد فحص عملية التنظيف وحالة الوصلة. أزل الدهان والزيت والشحم والصدأ وطبقة التصنيع (Mill Scale) والطلاءات الموجودة في منطقة اللحام وفي محيطها. وانتبه إلى الجذور المفتوحة والشقوق التي قد تسحب الغاز إليها أو تحبسه.
7. عدّل المعايير في النهاية، وبشكل واحد في كل مرة. قد تؤدي عدم استقرار القوس الكهربائي والتجمد السريع وسوء تقنية إيقاف الحفرة (Crater Stop) إلى تفاقم المشكلة. المسامية في اللحام ولكن يجب مراجعتها بعد إجراء فحوصات الغاز والتلوث الواضحة.

عندما تشير المسامية المرئية إلى خطر إعادة المعالجة العميق

إذا كانت الفتحات مرئية على السطح، فلا تفترض أن العيب تجميليٌّ فقط. وتأكد من مدى انتشاره قبل التسوية أو الطلاء أو إرسال القطعة للمراحل التالية.

وهنا يقع الكثيرون في الخطأ عيوب اللحام: المسامية في اتخاذ القرارات. وتوضح مؤسسة تقنيات اللحام الدولية (TWI) أن الفتحات الظاهرة على السطح تدل عادةً على وجود مسامية موزَّعة بشكل كبير، كما تشير إلى أن التصوير الشعاعي يكون عمومًا أكثر فعالية من الفحص بالموجات فوق الصوتية في كشف هذه العيوب وتحديدها. وإذا كنت تقرر ما إذا كان ينبغي إصلاح العيب أم رفض القطعة، فاتبع المعايير والمواصفات المعمول بها، وتعليمات إجراءات اللحام (WPS)، وخطة الفحص، ومتطلبات العميل بدلًا من الحدود المُختلَقة للقبول. وبعبارة أخرى، عندما يسأل الناس: ما الأسباب المؤدية إلى ظهور المسامية في اللحامات؟ فالسؤال الأفضل هو: أي عنصر تحكُّم فشل أولًا؟ وهل من المحتمل أن يتكرر هذا الفشل نفسه في القطعة التالية ما لم يتم تشديد العملية ذاتها؟

كيف تمنع ظهور المسامية في إنتاج اللحامات

هذه الانضباطية هي الأهم قبل تركيب الجزء التالي حتى. إذا كنت تسأل كيف تمنع المسامية في اللحام ، فالإجابة ليست تعديلًا سحريًّا واحدًا. بل هي خطة تحكُّم قابلة للتكرار تحافظ على استقرار غطاء الغاز، ونظافة الأسطح، وجفاف المواد الاستهلاكية، وقرب الفحص بما يكفي لاكتشاف أي انحراف مبكرًا. التوجيهات الصادرة عن ABICOR BINZEL و Mecaweld تستمر في الإشارة إلى النمط نفسه: فمعظم حالات المسامية في اللحام تبدأ عندما يُسمح بتغير التلوث أو الرطوبة أو تدفق الهواء أو توصيل الغاز.

إعداد قائمة تحقق لمنع المسامية

• تحضير المادة: أزل الزيت والصدأ والدهانات والقشور والطلاءات والرطوبة السطحية قبل اللحام. ولا تعتمد على غاز الحماية للتغلب على المفصل الملوث.
• تخزين المواد الاستهلاكية: احفظ الأسلاك وقضبان الحشو والقطب الكهربائي والفلوكس جافّة ومحمية. واستبدل المواد الاستهلاكية الرطبة أو التي تظهر عليها علامات تدهور مرئي بدلًا من محاولة اللحام عبر هذه المشكلة.
• التحقق من مسار الغاز: افحص إمداد الأسطوانة وقراءة المنظم والأنابيب المرنة والختم والتنظيف المسبق لمشعل اللحام وحالة الفوهة. فكلٌّ من التدفق المنخفض والتدفق الزائد المضطرب يمكن أن يسبّب لحامات مسامية .
• ثبات التثبيت: احفظ وضع القطعة وانسجام تركيبها وسهولة وصول المشعل ثابتًا، كي لا يتغير سلوك الغاز الواقي من لحامة إلى أخرى.
• التحكم في المعلمات: ثبّت الإعدادات المؤهلة وتجنب التعديلات العرضية على طول القطب البارز (stickout) وطول القوس وسرعة السير وزاوية المشعل أثناء الإنتاج.
• انضباط الفحص: راقب وجود الثقوب الدقيقة المبكرة أو اتساخ الفوهات أو تكرار التلوث في موقع واحد أو التغيرات في تدفق الهواء قرب منطقة اللحام. واستخدم الفحص البصري أولًا، ثم الفحص غير المدمِّر (NDT) عند الحاجة إليه في التطبيق.

عندما تحتاج فرق الإنتاج إلى أنظمة لحام خاضعة للتحكم

إن الأعمال ذات الحجم العالي والحرجة من حيث السلامة ترفع تكلفة كل مسامٍ. وفي الخلايا الروبوتية والمُؤتمتة، تشير شركة ABICOR BINZEL إلى أن المشكلات البسيطة مثل فوهة متسخة أو عدم تطابق في المنظم أو انسداد في مسار الغاز أو حتى تيار هواء خفيف قد تتكرر باستمرار حتى يتم التحكم الكامل في النظام بأكمله. وهنا بالضبط تصبح التثبيتات القياسية، والفحوصات الموثَّقة، والرصد أكثر قيمةً من التعديلات المتكررة القائمة على التجربة والخطأ.

بالنسبة لمصنِّعي السيارات، تكنولوجيا المعادن شاوي يي هي مثال عملي على هذا النهج الإنتاجي. وتصف معلومات الشركة المنشورة طريقة اللحام المحمي بالغاز، واللحام القوسي، واللحام بالليزر، جنبًا إلى جنب مع خطوط التجميع الآلية، ونظام الجودة IATF 16949، وأساليب الفحص مثل الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) والفحص بالأشعة السينية (RT). ويمكن للفِرق التي تحتاج إلى لحام قابل للتكرار لأجزاء الهيكل أن تراجع قدرات اللحام المخصصة للصلب والألومنيوم والمعادن الأخرى كنموذجٍ واحدٍ لكيفية مساعدة الإنتاج الخاضع للرقابة في تقليل التباين الذي يؤدي إلى المسامية. وفي النهاية، يكمن الوقاية في أقل قدرٍ ممكن من الاستجابة لخيط لحامٍ رديءٍ واحد، بل في بناء عمليةٍ تُنتج خيوط لحامٍ سليمةٍ بشكلٍ متكررٍ.

الأسئلة الشائعة: أسباب المسامية في اللحام والحلول لها

1. ما السبب الرئيسي للمسامية في اللحام؟

السبب الرئيسي هو احتجاز الغاز داخل حوض اللحام قبل أن يتصلّب المعدن تمامًا. وقد يأتي هذا الغاز من ضعف غطاء الغاز الواقي، أو تلوّث المعدن الأساسي، أو رطوبة الأقطاب أو أسلاك الحشو، أو وجود رطوبة على السطح، أو تقنية لحامٍ تعرّض حوض اللحام المنصهر للهواء. وفي كثيرٍ من الحالات، لا ينتج عن عاملٍ واحدٍ وحده. فعلى سبيل المثال، قد تؤدي تسربٌ بسيطٌ في الغاز، وتلوّثٌ طفيفٌ، وموضع غير مناسب لفوهة اللحام معًا إلى إحداث نفس العيب. ولذلك فإن أول ما يجب التحقق منه هو مسار الغاز، وحالة الفوهة، وتدفق الهواء المحيط، ونظافة الوصلة.

2. هل يمكن أن تسبب كمية الغاز الواقي الزائدة حدوث المسامية؟

نعم. يفكر العديد من عُمّال اللحام فقط في تدفق الغاز المنخفض، لكن التدفق المفرط يمكنه أيضًا أن يسبب مشاكل. فعندما يتحرك غاز الحماية بقوةٍ زائدة، قد يصبح تدفقه مضطربًا ويسحب الهواء المحيط إلى منطقة القوس الكهربائي. وهذا يؤدي إلى تقليل حماية اللحام بدلًا من زيادتها. فإذا ظهرت المسامية بعد زيادة تدفق الغاز، فتحقق من وجود رواسب لشظايا اللحام (سباتر) على الفوهة، وتأكد من أن مسدس اللحام غير مُمسك بعيدًا جدًّا عن القطعة المراد لحامها، وافحص وجود التيارات الهوائية أو التسريبات قبل تعديل أي إعدادات أخرى. فالغطاء المستقر للغاز أهم من مجرد رفع ضغط التدفق.

٣. لماذا تظهر المسامية في لحام MIG حتى عندما تبدو قطعة المعدن نظيفة؟

السطح المعدني النظيف لا يستبعد وجود المسام في لحام القوس المعدني المحمي بالغاز (MIG). وغالبًا ما تتشكل المسام في لحام الغاز المعدني المدرّب (GMAW) بسبب مشاكل تحدث في الطرف الأمامي لماسورة اللحام أو في نظام توصيل الغاز. ومن الأسباب الخفية الشائعة: طول بروز السلك الزائد، أو انسداد فوهة الماسورة، أو عمق غير مناسب لرأس التلامس، أو تلف في المواسير المرنة، أو تسرب في الحشوات، أو تلوث السلك، أو تدفق هواء قرب منطقة اللحام. وحتى الترتيب الظاهري النظيف قد يفقد فعاليته في توفير الحماية الغازية إذا كانت زاوية الماسورة غير ثابتة أو إذا كانت الفوهة بعيدة جدًّا عن بركة اللحام. ولذلك، يكون من الأفضل عادةً عند استخدام لحام القوس المعدني المحمي بالغاز (MIG) فحص ماسورة اللحام، ومسار الغاز، وحالة السلك قبل إلقاء اللوم على اللوح المعدني.

٤. هل المسام السطحية عيبٌ جسيم في اللحام أم مجرد مشكلة تجميلية؟

لا ينبغي تجاهل مسامية السطح تلقائيًّا. فالثقوب المرئية الدقيقة قد تكون مؤشرًا على وجود تجاويف غازية إضافية تحت الحبة اللحامية، لا سيما في الأعمال التي يجب أن تحمِل أحمالًا أو تقاوم التسرب. ويعتمد قبول اللحام على الكود المعمول به وخطة الفحص ومتطلبات الاستخدام، وليس على المظهر فقط. ولذلك، يُوصى قبل الجَلْخ أو الطلاء أو إرسال القطعة إلى المرحلة التالية، بالتحقق من مدى العيب وتصحيح مصدره. وإلا فقد يتكرر نفس المشكل أثناء الإصلاح ويؤدي إلى مزيد من أعمال إعادة التصنيع.

٥. كيف يمكن للمصنِّعين منع المسامية في الإنتاج المتكرر؟

يقلل المصنعون المسامية من خلال التحكم في نظام اللحام الكامل، وليس فقط إعدادات الجهاز. وأقوى الإجراءات الروتينية تشمل إعداد السطح بشكل متسق، وتخزين المواد الاستهلاكية في بيئة جافة، وضمان تسليم الغاز بشكل موثوق، وتنظيف الفوهات بانتظام، واستخدام تجهيزات تثبيت قابلة للتكرار، والحفاظ على ثبات المعايير التشغيلية، والفحص الدوري لاكتشاف أي انحراف مبكر. ويمكن أن تساعد الخلايا الآلية في هذا الصدد لأنها تحافظ على وضع القوس وموضع حركة اللحام بشكل أكثر اتساقاً مما يسمح به التشغيل اليدوي. فعلى سبيل المثال، تُبرز شركات مثل «شاويي ميتال تكنولوجي» خطوط اللحام الروبوتية ونظام الجودة وفق معيار IATF 16949 كجزء من نهج إنتاجٍ أكثر تحكّماً في أجزاء الهيكل، ما يدعم تحسّن التكرارية ويقلل العيوب الناتجة عن مشاكل الغاز أثناء اللحام.