مقدمة
يمكن أن تكون عملية لحام أنابيب التيتانيوم عملية صعبة، ولكن إذا تم إجراؤها بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى وصلة قوية ومتينة. التيتانيوم معدن جديد نسبيًا تم استخدامه في الهندسة والتصنيع لبضعة عقود فقط، لكن خصائصه الفريدة جعلته خيارًا شائعًا في العديد من الصناعات، بما في ذلك الطيران والطب والسيارات.
خصائص التيتانيوم
التيتانيوم معدن خفيف الوزن وقوي ومقاوم للتآكل. كما أنها غير سامة وغير مغناطيسية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للزرعات والأجهزة الطبية. ومع ذلك، نظرًا لنقطة انصهاره العالية (حوالي 1688 درجة أو 3066 درجة فهرنهايت)، يمثل لحام التيتانيوم بعض التحديات التي يجب معالجتها.
تحضير وصلة اللحام
قبل البدء في لحام أنابيب التيتانيوم، من الضروري تحضير الوصلة بشكل صحيح. يجب أن تكون الأنابيب نظيفة وخالية من أي تلوث سطحي، مثل الأوساخ أو الزيوت أو الشحوم. يمكن تحقيق ذلك باستخدام مزيل الشحوم أو المذيبات لتنظيف السطح جيدًا.
بالإضافة إلى التنظيف، يجب أيضًا قطع الأنابيب وتركيبها بشكل صحيح لضمان وصلة محكمة. أي فجوات أو حواف غير محاذاة يمكن أن تسبب مشاكل أثناء اللحام.
اختيار طريقة اللحام
هناك عدة طرق لحام أنابيب التيتانيوم، ولكل منها مميزاتها وعيوبها. الطرق الأكثر شيوعًا هي اللحام بغاز التنغستن الخامل (TIG) واللحام بقوس غاز التنغستن (GTAW).
يستخدم لحام TIG قطبًا كهربائيًا من التنجستن غير قابل للاستهلاك لإنتاج القوس، بينما يستخدم لحام GTAW قطبًا كهربائيًا من التنجستن مستهلكًا. يعد لحام TIG أبطأ من GTAW ولكنه ينتج لحامًا أنظف مع عيوب أقل.
طريقة أخرى لحام أنابيب التيتانيوم هي اللحام بالليزر. تستخدم هذه الطريقة شعاع ليزر عالي الطاقة لإذابة المعدن وربط القطعتين. عادةً ما يكون اللحام بالليزر أسرع من TIG أو GTAW ولكنه يتطلب معدات وخبرة متخصصة.
إعداد معدات اللحام
بمجرد اختيار طريقة اللحام، من الضروري إعداد معدات اللحام بشكل صحيح. يتضمن ذلك اختيار القطب الكهربائي الصحيح وغاز الحماية، بالإضافة إلى ضبط التيار والجهد المناسبين.
يجب أن يكون القطب الكهربائي المستخدم في لحام TIG مصنوعًا من التنجستن النقي أو من سبيكة التنجستن. يجب أن يكون غاز التدريع المستخدم هو الأرجون أو الهيليوم، أو مزيج من الاثنين. سيختلف التيار والجهد الصحيحين اعتمادًا على سمك الأنابيب الملحومة.
يستخدم لحام GTAW قطبًا كهربائيًا من التنجستن مع إضافة كمية صغيرة من سبيكة معدنية إلى الطرف. وهذا يساعد على استقرار القوس وتقليل التلوث. غاز التدريع المستخدم عادة هو الأرجون أو خليط من الهيليوم والأرجون.
لحام الأنابيب
قبل البدء في اللحام، من المهم تسخين الأنابيب لتقليل أي صدمة حرارية أثناء اللحام. يمكن أن تختلف درجة حرارة التسخين المسبق اعتمادًا على سمك الأنبوب وطريقة اللحام المستخدمة.
أثناء اللحام، من المهم الحفاظ على قوس ثابت وسرعة لحام ثابتة. يجب أن تكون زاوية شعلة اللحام عند 15-20 درجة تقريبًا من الموضع العمودي.
مع تقدم عملية اللحام، من المهم التأكد من أن خرزة اللحام سلسة ومتسقة. يجب معالجة أي عيوب أو مخالفات على الفور، إما عن طريق ضبط سرعة اللحام أو التيار والجهد.
بعد اكتمال اللحام، يجب السماح للأنابيب بالتبريد ببطء لمنع التشقق أو العيوب الأخرى.
علاجات ما بعد اللحام
بمجرد اكتمال اللحام، قد تتطلب الأنابيب بعض المعالجات الإضافية، مثل تخفيف الضغط أو التلدين. يتضمن تخفيف الضغط تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة معينة وإبقائه هناك لفترة زمنية محددة. وهذا يساعد على تقليل أي إجهاد متبقي قد يكون تراكم أثناء اللحام.
يتضمن التلدين تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة معينة ثم تبريده ببطء. تساعد هذه العملية على تليين المعدن وتقليل أي إجهاد أو صلابة متبقية.
خاتمة
يتطلب لحام أنابيب التيتانيوم إعدادًا دقيقًا واختيار طريقة اللحام المناسبة وإعداد المعدات المناسبة. باستخدام التقنيات والخبرة الصحيحة، يمكن تحقيق وصلة لحام قوية وموثوقة.