فهم أساسيات أقطاب اللحام ذات المحتوى المنخفض من الهيدروجين

إن معرفة الأساسيات المتعلقة بأقطاب اللحام E7018 منخفضة الهيدروجين يمكن أن تكون مفيدة في فهم كيفية زيادة تشغيلها وأدائها واللحامات التي يمكن أن تنتجها إلى أقصى حد.

لا تزال لحام القوس الكهربائي بالقضيب خيارًا أساسيًا للعديد من أعمال اللحام، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن المواد المستخدمة في العديد من التطبيقات لا تزال ملائمة لهذه العملية، ولأنها عملية معروفة جيدًا لدى العديد من مشغلي اللحام. وفيما يتعلق بلحام القوس الكهربائي بالقضيب، تُعد أقطاب اللحام E7018 المعتمدة من الجمعية الأمريكية للحام (AWS؛ ميامي، فلوريدا) خيارًا شائعًا نظرًا لما توفره من خصائص ميكانيكية وكيميائية مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، فضلًا عن انخفاض مستويات الهيدروجين فيها للمساعدة في منع التشققات الناتجة عن الهيدروجين.

إن معرفة أساسيات أقطاب اللحام E7018 منخفضة الهيدروجين تُساعد في فهم طريقة عملها وأدائها وجودة اللحام الناتج عنها. وبشكل عام، تتميز أقطاب اللحام E7018 بانخفاض مستوى تناثر اللحام وقوس كهربائي سلس ومستقر وهادئ. تُتيح هذه الخصائص لمعدن الحشو للمُشغّل تحكمًا جيدًا في القوس الكهربائي، وتُقلل من الحاجة إلى التنظيف بعد اللحام، وهما عاملان مهمان في التطبيقات التي تتطلب عناية فائقة بجودة اللحام ودرجة الحرارة المُدخلة، وفي تلك التي تخضع لمواعيد نهائية صارمة.

تتميز هذه الأقطاب الكهربائية بمعدلات ترسيب عالية وقدرة اختراق ممتازة، مما يسمح لفنيي اللحام بإضافة كمية أكبر من معدن اللحام إلى الوصلة في فترة زمنية محددة مقارنةً بالعديد من أقطاب اللحام الأخرى (مثل E6010 أو E6011)، مع تجنب عيوب اللحام الشائعة كعدم الانصهار. كما أن إضافة عناصر مثل مسحوق الحديد والمنغنيز والسيليكون إلى هذه الأقطاب يوفر مزايا واضحة، منها (على سبيل المثال لا الحصر) القدرة على اللحام بنجاح عبر بعض الأوساخ أو الحطام أو قشور الأكسدة.

يُعدّ بدء القوس الكهربائي وإعادة تشغيله بشكل جيد، مما يُساعد على التخلص من مشاكل مثل المسامية في بداية اللحام، ميزة إضافية لأقطاب اللحام E7018. ولإعادة إشعال القوس الكهربائي بشكل جيد، من الضروري أولاً إزالة رواسب السيليكون المتكونة في نهاية القطب. مع ذلك، من المهم التحقق من جميع المتطلبات قبل اللحام، حيث أن بعض المواصفات أو الإجراءات لا تسمح بإعادة إشعال أقطاب اللحام.

كما هو موضح في تصنيف AWS، توفر أقطاب اللحام E7018 قوة شد لا تقل عن 70,000 رطل لكل بوصة مربعة (يرمز لها بالرقم "70")، ويمكن استخدامها في جميع أوضاع اللحام (يرمز لها بالرقم "1"). يشير الرقم "8" إلى طبقة الطلاء منخفضة الهيدروجين، بالإضافة إلى قدرة الاختراق المتوسطة التي يوفرها القطب وأنواع التيارات الكهربائية التي يتطلبها للتشغيل. إلى جانب تصنيف AWS القياسي، قد تحمل أقطاب اللحام E7018 رموزًا إضافية مثل "H4" و"H8" التي تشير إلى كمية الهيدروجين القابل للانتشار التي يترسبها معدن الحشو في اللحام. على سبيل المثال، يشير الرمز H4 إلى أن ترسبات اللحام تحتوي على 4 مل أو أقل من الهيدروجين القابل للانتشار لكل 100 غرام من معدن اللحام.

تخضع الأقطاب الكهربائية التي تحمل علامة "R" - مثل E7018 H4R - لاختبارات محددة، وقد أقرّت الشركة المصنّعة بمقاومتها للرطوبة. وللحصول على هذه العلامة، يجب أن يقاوم المنتج الرطوبة ضمن نطاق محدد بعد تعريضه لدرجة حرارة 80 درجة فهرنهايت ورطوبة نسبية 80% لمدة تسع ساعات.

وأخيرًا، فإن استخدام "-1" في تصنيف قطب العصا (على سبيل المثال E7018-1) يعني أن المنتج يوفر صلابة محسّنة للصدمات للمساعدة في مقاومة التشقق في التطبيقات الحرجة أو في درجات الحرارة المنخفضة.

يمكن استخدام أقطاب اللحام E7018 منخفضة الهيدروجين مع مصدر طاقة تيار ثابت (CC) يوفر إما تيارًا مترددًا (AC) أو تيارًا مستمرًا (DCEP). تحتوي معادن الحشو E7018 على مثبتات إضافية للقوس الكهربائي و/أو مسحوق حديد في الطلاء للمساعدة في الحفاظ على قوس كهربائي مستقر عند اللحام باستخدام التيار المتردد. تتمثل الميزة الرئيسية لاستخدام التيار المتردد مع أقطاب E7018 في التخلص من ظاهرة انحراف القوس الكهربائي، والتي قد تحدث عند اللحام بالتيار المستمر باستخدام تأريض غير مثالي أو عند لحام الأجزاء الممغنطة. على الرغم من وجود مثبتات إضافية للقوس الكهربائي، إلا أن اللحامات التي تتم باستخدام التيار المتردد قد لا تكون بنفس نعومة اللحامات التي تتم باستخدام التيار المستمر، وذلك بسبب التغيرات المستمرة في اتجاه التيار التي تحدث حتى 120 مرة في الثانية.

عند اللحام بتيار مستمر ذي قطبية موجبة، توفر هذه الأقطاب تحكمًا أسهل في القوس الكهربائي وخرزة لحام أكثر جمالًا، نظرًا لثبات اتجاه تدفق التيار. وللحصول على أفضل النتائج، اتبع توصيات الشركة المصنعة فيما يتعلق بمعايير التشغيل لقطر القطب.

كما هو الحال مع أي عملية لحام أو قطب كهربائي، فإن اتباع التقنية الصحيحة عند استخدام أقطاب اللحام E7018 أمر بالغ الأهمية لضمان جودة لحام ممتازة. حافظ على طول قوس كهربائي قصير - ويفضل إبقاء القطب الكهربائي فوق حوض اللحام مباشرة - للحفاظ على قوس مستقر وتقليل احتمالية حدوث مسامية.

عند اللحام في الوضعين الأفقي والمسطح، وجّه/اسحب القطب بزاوية تتراوح بين 5 و15 درجة بعيدًا عن اتجاه الحركة لتقليل احتمالية انحشار الخبث في اللحام. عند اللحام في الوضع الرأسي للأعلى، وجّه/ادفع القطب للأعلى بزاوية تتراوح بين 3 و5 درجات أثناء تحريكه للأعلى، واستخدم تقنية تذبذب طفيفة لمنع ترهل اللحام. عادةً ما يكون عرض خرزة اللحام ضعفين ونصف قطر سلك قلب القطب في اللحامات الأفقية والمسطحة، ومن ضعفين ونصف إلى ثلاثة أضعاف قطر القلب في اللحامات الرأسية للأعلى.

تُشحن أقطاب E7018 عادةً من المصنع في عبوة محكمة الإغلاق لحمايتها من الرطوبة. من المهم الحفاظ على العبوة سليمة وتخزينها في مكان نظيف وجاف حتى تصبح المنتجات جاهزة للاستخدام. بعد فتح العبوة، يجب التعامل مع الأقطاب باستخدام قفازات نظيفة وجافة لمنع التصاق الأوساخ والشوائب بالطلاء ومنع امتصاص الرطوبة. كما يجب وضع الأقطاب في فرن على درجات الحرارة الموصى بها من قبل الشركة المصنعة بعد فتحها.

تحدد بعض القوانين المدة التي يُسمح فيها ببقاء أقطاب اللحام خارج عبواتها المغلقة أو أفران التخزين، وما إذا كان يُمكن إعادة تأهيل معدن الحشو (مثلاً من خلال عملية خبز خاصة لإزالة الرطوبة الممتصة) قبل التخلص منها، وعدد مرات ذلك. لذا، يُرجى الرجوع دائمًا إلى المواصفات والقوانين المعمول بها لمعرفة متطلبات كل مهمة.