دليل التحكم في تشوه اللحام وجودة خط اللحام للرافعة القنطرية
الدليل الشامل لتقنيات لحام العارضة الرئيسية للرافعات ومراقبة جودة خط اللحام (وفقًا لمعيار GB/T 5117). يُعد لحام العارضة الرئيسية للرافعات من أهم مراحل التصنيع في إنتاج العارضات الصندوقية والعارضات I للرافعات القنطرية والعلوية، حيث تحدد جودة خط اللحام بشكل مباشر قدرة التحمل وعمر الكلال وسلامة التشغيل للعارضة الرئيسية.
يُعد لحام العارضة الرئيسية للرافعات من أهم مراحل التصنيع في إنتاج العارضات الصندوقية والعارضات I للرافعات القنطرية والعلوية، حيث تحدد جودة خط اللحام بشكل مباشر قدرة التحمل وعمر الكلال وسلامة التشغيل للعارضة الرئيسية. يستعرض هذا المقال منهجية اللحام الكاملة للعارضة الرئيسية، بدءًا من اختيار مواد اللحام وتصميم حافة الأخدود وضبط معاملات اللحام وصولًا إلى التحكم في تشوه اللحام وفحص جودة خط اللحام، مع الاستناد إلى معايير GB/T 5117 (أقطاب اللحام للفولاذ غير السبائكي والفولاذ ذو الحبيبات الدقيقة)، وGB/T 8110-2017 (أسلاك اللحام للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك للحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز)، وGB/T 11345 (الفحص غير المتلف لخط اللحام – تقنية الفحص بالموجات فوق الصوتية ومستويات الفحص والتقييم)، لتوفير مرجع عملي متكامل لمهندسي اللحام ومفتشي الجودة.
هيكل لحام العارضة الرئيسية وأنواع خطوط اللحام
تشمل خطوط اللحام في العارضة الصندوقية الرئيسية: اللحامات الزاوية الطولية بين لوح الشفة ولوح الويب (أربعة لحامات طولية مستمرة، وهي خطوط اللحام الحرجة التي تتحمل إجهاد الانحناء للعارضة الرئيسية)، واللحامات الزاوية بين لوح الويب وأضلاع التقوية العرضية، واللحامات الزاوية بين أضلاع التقوية الطولية ولوح الويب، ولحامات التناكبي والزاوية عند وصلة العارضة الرئيسية بالعربة الطرفية. تُحدد أبعاد اللحام الزاوي وفقًا لمواصفة تصميم الهياكل الملحومة في معيار GB/T 3811، وتُؤخذ عادةً بنسبة 0.7~1.0 من سمك لوح الويب أو بما لا يقل عن 6 مم. تُنفذ اللحامات الزاوية الطولية بشكل مستمر، ويُحدد مقاس رجل اللحام k وفقًا للسمك الأصغر بين لوح الشفة ولوح الويب: عندما يكون سمك الأجزاء الملحومة ≤20 مم، يكون k≥6 مم؛ وعند سمك 20~40 مم، يكون k≥8 مم؛ وعند سمك >40 مم، يكون k≥10 مم. يمكن استخدام اللحام المتقطع للحامات الزاوية لأضلاع التقوية العرضية لتقليل تشوه اللحام، ولكن يجب أن تكون أضلاع التقوية ضمن نطاق 1/4 البحر من طرفي العارضة الرئيسية ملحومة بشكل مستمر. تشمل خطوط اللحام في العارضة I اللحامات الزاوية الطولية بين لوح الشفة ولوح الويب (لحامين) ولحامات توصيل لوح النهاية، ويكون ترتيب خطوط اللحام أبسط من العارضة الصندوقية، لكن متطلبات الجودة متساوية في الصرامة.
| عنصر المقارنة | CO₂لحام محمي بالغاز | اللحام بالقوس المغمور الآلي | اللحام اليدوي بالقوس الكهربائي |
|---|---|---|---|
| اللحامالكفاءة | متوسط(25~35cm/min) | عالٍ(30~40cm/min) | منخفض(10~20cm/min) |
| خط اللحامالجودة | جيد | ممتاز | عادي |
| سمك اللوح المناسب | 8~30mm | 10~24mm | اختياريالسماكة |
| متطلبات فتحة اللحام | يمكن بدون فتحة لحام | يتطلب فتحة لحام | يتطلب فتحة لحام |
| تشوه اللحام | متوسط | صغير | كبير |
| الاستثمار في المعدات | متوسط | عالٍ | منخفض |
| مناسبخط اللحام | طوليلحام الزاوية(رئيسي) | بطول كامللحام الزاوية | ضلع تقوية/لحام الإصلاح |
اختيار مواد اللحام
E4315(J427)
ER49-1/ER50-6
H08A+HJ431
E5015(J507)
ER50-6
H08MnA+HJ431
تصميم حافة اللحام والتجميع
عادةً لا يتطلب لحام الزاوية الطولي للعارضة الرئيسية تحضير حافة، ويتم اللحام مباشرة كلحام زاوية لمفصل T. عندما يتجاوز سمك لوح الويب 20مم، ولضمان الاختراق الكامل، يمكن تجهيز حافة اللوح بحافة V من جانب واحد (زاوية الحافة 45°±5°، سمك الحافة غير المنصهرة 2مم). أما لحام الويب التناكبي (عند الحاجة إلى توصيل ألواح الويب لعدم كفاية الطول) فيُستخدم حافة V مزدوجة أو حافة X، بزاوية 60°±5°، وسمك حافة غير منصهرة 1~2مم، وفجوة تجميع 2~3مم. قبل التجميع، تُنظف أسطح الحواف من الزيوت والصدأ والرطوبة والشوائب الأخرى، على مسافة 20مم من جانبي الحافة، حتى يظهر اللمعان المعدني. أثناء التجميع، تُستخدم قوالب التجميع والمشابك لضمان تعامد لوح الشفة مع لوح الويب (بحيث لا يتجاوز انحراف التعامد 1/500 من ارتفاع لوح الويب)، وكذلك التوازي بين ألواح الشفة واستقامة العارضة الرئيسية على طولها الكامل. يبلغ طول اللحام التثبيتي 30~50مم، والمسافة بين اللحامات 300~500مم، وتُستخدم نفس مواد ومعاملات اللحام الرسمي في اللحام التثبيتي، ويُعتبر جزءًا لا يتجزأ من خط اللحام الرسمي.
معاملات عملية اللحام
يُعد اللحام المحمي بالغاز CO₂ الطريقة الأكثر شيوعًا للحام الزاوية الطولي للعارضة الرئيسية. يجب ألا يقل نقاء غاز CO₂ عن 99.5%، ومعدل التدفق 15~25 لتر/دقيقة. معاملات مطابقة تيار اللحام وجهد القوس: لسماكة 8~12مم، التيار 200~280A، الجهد 24~28V، سرعة اللحام 25~35 سم/دقيقة؛ لسماكة 12~20مم، التيار 280~360A، الجهد 28~32V، سرعة اللحام 20~30 سم/دقيقة؛ لسماكة 20~30مم، التيار 360~420A، الجهد 32~36V، سرعة اللحام 18~25 سم/دقيقة. يُضبط طول امتداد سلك اللحام على 15~20مم. يُستخدم اللحام الآلي بالقوس المغمور للحام الزاوية الطولي الطويل للعارضة الرئيسية على دفعات، والمعاملات كالتالي: لسماكة 10~16مم، التيار 500~650A، الجهد 32~36V، سرعة اللحام 30~40 سم/دقيقة؛ لسماكة 16~24مم، التيار 650~800A، الجهد 34~38V، سرعة اللحام 25~35 سم/دقيقة. يُستخدم اللحام اليدوي بالقوس الكهربائي بشكل أساسي للحام أضلاع التقوية واللحامات القصيرة في الأطراف، بتيار 180~240A لسماكة 8~16مم (قطب φ4.0). يجب ألا تقل درجة الحرارة المحيطة عن 0°C، وألا تتجاوز الرطوبة النسبية 80%، وألا تتجاوز سرعة الرياح 2م/ثانية في اللحام المحمي بالغاز CO₂ (يُلزم استخدام مصدات رياح عند تجاوزها).
التحكم في تشوه اللحام
يُعد تشوه اللحام في العارضة الرئيسية من أكثر مشكلات الجودة شيوعًا أثناء التصنيع، ويتمثل بشكل أساسي في الانحناء الجانبي (انحناء العارضة الرئيسية أفقيًا في مستواها)، وانحراف التحدب (عدم مطابقة الانحناء العكسي للأعلى للعارضة الرئيسية في المستوى الرأسي للمتطلبات التصميمية)، والتشوه الالتوائي (التواء العارضة الرئيسية حول محورها الطولي). تشمل الإجراءات الفنية للتحكم في تشوه اللحام: اعتماد تسلسل لحام متماثل (لحام خط لحام الزاوية الطولي على جانب واحد أولًا، ثم لحام الخط المقابل على الجانب الآخر بالتناوب، مع تجنب اللحام المستمر على جانب واحد)، وطريقة اللحام التراجعي المجزأ (تقسيم خط اللحام الطويل إلى أجزاء بطول 300~500 مم، مع اللحام التراجعي من المنتصف نحو الطرفين، وتبريد كل جزء حتى درجة حرارة اللمس قبل لحام الجزء التالي)، وطريقة التشكيل المسبق (ضبط مقدار تشوه عكسي مسبق أثناء التجميع، مثل جعل الانحناء العكسي للأعلى أكبر من القيمة التصميمية بمقدار 10~15 مم، بحيث يعود إلى القيمة التصميمية بعد اكتمال اللحام)، وطريقة التثبيت الصلب (استخدام المشابك لتثبيت العارضة الرئيسية على قالب اللحام للحد من التشوه أثناء عملية اللحام)، والتسلسل المنطقي للحام (لحام لحامات الوصل للوح الويب أولًا، ثم لحامات الزاوية بين أضلاع التقوية ولوح الويب، وأخيرًا لحام خط اللحام الطولي المستمر). بعد اللحام، يتم تقويم العارضة الرئيسية بشكل شامل، وتشمل طرق التقويم: التقويم باللهب (تسخين لوح الشفة أو لوح الويب في منطقة التشوه باستخدام لهب الأكسجين والأسيتيلين إلى 600~650°C، ثم التبريد الطبيعي للانكماش والتقويم) والتقويم الميكانيكي (استخدام المكبس للتقويم على البارد)، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة التقويم باللهب 900°C لتجنب التأثير على خصائص المعدن الأساسي.
فحص جودة خط اللحام
يتم فحص جودة خط اللحام وفقًا للمعيار ISO 17640 ومعيار ISO 23277، ويتضمن ثلاثة مستويات: الفحص البصري، والفحص غير المتلف، واختبار الخواص الميكانيكية. يخضع جميع خطوط اللحام للفحص البصري، وتشمل بنود الفحص: انتظام تشكيل سطح خط اللحام، وخلوه من الشرخ والمسامية وشوائب الخبث وعدم الانصهار والتقوس (بشرط ألا يتجاوز عمق التقوس 0.5 مم وألا يتجاوز الطول التراكمي 10% من إجمالي طول خط اللحام)، ومطابقة مقاس رجل اللحام للمتطلبات التصميمية. يستخدم الفحص غير المتلف تقنية الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) لفحص لحامات الزاوية الطولية ولحامات الوصل بنسبة 100%، بدرجة فحص لا تقل عن الدرجة B ودرجة تقييم لا تقل عن الدرجة 2؛ أما لحامات التناكبي ولحامات الزاوية لأضلاع التقوية العرضية في منطقة الشد فتُفحص بالفحص بالجسيمات المغناطيسية (MT) للكشف عن العيوب السطحية وتحت السطحية. يُنفذ الفحص بالموجات فوق الصوتية وفقًا لمتطلبات المعيار ISO 17640، بتردد مجس 2.5~5 ميجاهرتز، وحساسية كشف لا تقل عن ثقب عرضي بقطر φ2×40 مم. تُجرى اختبارات الخواص الميكانيكية في مرحلة تقييم العملية، وتشمل اختبار الشد واختبار الانحناء واختبار الصدم (عند درجة حرارة -20°C بقيمة KV₂≥27 جول) لمعدن خط اللحام، ويتم لحام لوحة اختبار عملية واحدة لكل دفعة من لوحات اللحام لإعادة التحقق من الخواص الميكانيكية. معيار القبول: يجب ألا يحتوي الجزء الداخلي لخط اللحام على أي شرخ أو عدم انصهار أو عدم اختراق؛ وألا يتجاوز قطر المسامية المفردة 3 مم مع ألا يتجاوز عدد المسامية 3 مسامات لكل 100 مم من طول خط اللحام؛ وألا يتجاوز طول شوائب الخبث الشريطية 10 مم مع ألا تقل المسافة بينها عن 6 أضعاف طولها.
