تقنيات اللحام المتقدمة في الحديد المشكل: ما يناسب الصاج المجلفن الرقيق وكيف تفحص اللحام قبل الاستلام

تقنيات اللحام المتقدمة في الحديد المشكل هي الطرق التي تنتج وصلة كاملة الانصهار على صاج رقيق دون حرق الجلفنة أو تشويه المقطع، وأهمها أربع: اللحام بالليزر بحرارة مدخلة منخفضة ومنطقة تأثر حراري أضيق من 1 مم، واللحام بالمقاومة النقطية الذي يربط طبقتين بسماكة 0.5 إلى 3 مم بلا معدن إضافة، واللحام بالحث عالي التردد لخطوط الأنابيب والمقاطع المغلقة، ثم MIG وTIG النبضي بتيار 40 إلى 90 أمبير للسماكات دون 1.2 مم. الاختيار الصحيح يحدده ثلاثة عوامل: سماكة الصاج، ونوع الطلاء، وطبيعة الحمل على الوصلة. أما قبول اللحام فيقاس بالفحص البصري وفق مستويات ISO 5817، لا بمظهر الدرزة اللامع.

لماذا يختلف لحام الصاج المجلفن الرقيق عن لحام الحديد الثقيل

معظم مقاطع الجبسبورد والأسقف المعلقة تشكل بالدرفلة الباردة من صاج مجلفن بسماكات تتراوح عادة بين 0.5 و1.2 مم، وهذه السماكات تقلب قواعد اللحام المعتادة. الزنك في طبقة الجلفنة ينصهر عند نحو 420 درجة مئوية ويغلي عند 907 درجة، بينما بركة الانصهار في الحديد تتجاوز 1500 درجة. النتيجة أن الزنك يتبخر قبل أن يستقر المعدن، فيولد مسامية داخل الدرزة، ورذاذا على السطح، وأبخرة أكسيد الزنك التي تسبب ما يعرف بحمى أبخرة المعادن.

المشكلة الثانية هي الاختراق. الحرارة التي تكفي لدرزة سليمة في صاج 3 مم تثقب صاج 0.6 مم في أقل من ثانية. والمشكلة الثالثة هي التشوه: المقطع الرقيق يمتص الحرارة بسرعة ويتقوس، فيخرج الشكل L أو زاوية السقف عن استقامتها ولا تعود تصلح لتحديد مستوى السقف كما هو مطلوب منها.

لهذا لا يقاس تقدم تقنية اللحام هنا بقوة التيار، بل بقدرتها على إدخال أقل حرارة ممكنة في أضيق نطاق ممكن، مع الحفاظ على أكبر مساحة من طبقة الزنك سليمة.

اللحام بالليزر: أقل حرارة وأضيق منطقة تأثر

يركز الليزر طاقته في بقعة قطرها أجزاء من الملليمتر، فينشئ ما يسمى ثقب المفتاح الذي يخترق الصاج ويلحمه في مرور واحد بسرعات تصل إلى عدة أمتار في الدقيقة. منطقة التأثر الحراري تبقى دون 1 مم، والتشوه الكلي في القطعة يكاد لا يلاحظ، وهو ما يجعله الخيار الأول لصناديق الإضاءة المخفية والزوايا المغلقة التي تظهر للعين بعد التشطيب.

لكن للليزر شروطا لا تتسامح:

• الفجوة بين الطرفين يجب ألا تتجاوز نحو 0.1 من سماكة الصاج، فالشعاع لا يملأ الفراغ لأنه بلا معدن إضافة.
• تثبيت القطع في قوالب دقيقة، لأن انحراف 0.2 مم يخرج الشعاع عن خط الوصلة.
• عند لحام المجلفن على شكل تراكب، يلزم ترك فجوة صغيرة أو تنفيس حتى يخرج بخار الزنك بدل أن يحتبس ويولد ثقوبا.

الليزر تقنية مصنع لا تقنية موقع، وتكلفة تجهيزه تجعله مجديا في الإنتاج المتكرر أكثر من القطع الفردية.

اللحام بالمقاومة النقطية والدرزي

اللحام بالمقاومة هو الأكثر انتشارا في الصاج الرقيق لأنه لا يحتاج معدن إضافة ولا غاز حماية. يمر تيار بآلاف الأمبيرات عبر قطبين نحاسيين لأجزاء من الثانية، فتنصهر نقطة بين الطبقتين وتتجمد تحت الضغط. القاعدة الشائعة أن قطر النقطة الملحومة يساوي تقريبا 5 أضعاف الجذر التربيعي للسماكة بالملليمتر، أي نحو 5 مم في صاج 1 مم.

الجلفنة تعقد الأمر من وجهين: الزنك يخفض المقاومة الكهربائية فيحتاج تيارا أعلى وزمنا أطول، ويلتصق بالأقطاب النحاسية فيتآكل رأس القطب بعد بضع مئات من النقاط ويحتاج إلى تشذيب منتظم. لذلك يطلب من أي خط إنتاج يستخدم هذه التقنية سجل صيانة للأقطاب واختبار تقشير دوري: تشد الطبقتان حتى الانفصال، والدرزة السليمة تترك زرا من المعدن مقتلعا من إحدى الطبقتين بدل أن تنفصل عن سطحها.

اللحام الدرزي هو نفس المبدأ مع بكرتين دوارتين تنتجان خطا متصلا محكم الإغلاق، ويناسب المجاري المغلقة والصناديق التي يهم فيها منع تسرب الغبار أو الرطوبة.

الحث عالي التردد للأنابيب والمقاطع المغلقة

الأنابيب المربعة والدائرية المستعملة في الحديد المشكل للدرابزين والبوابات تلحم غالبا بالحث عالي التردد. يثنى الشريط إلى شكل أنبوب، ويمر تيار بتردد يتراوح عادة بين 100 و400 كيلوهرتز في حافتيه فيسخنهما إلى حالة عجينية، ثم تضغطهما بكرات التشكيل فتندمجان دون معدن إضافة. الحرارة تتركز في الحافة فقط، وتقشط الزيادة الخارجية فورا فيخرج الأنبوب بسطح أملس.

نقاط الفحص لهذا النوع من الأنابيب:

• خط اللحام يجب أن يكون متجانسا بلا فتحات عند القطع بالمنشار.
• اختبار التفليج: يضغط الأنبوب حتى ينبعج ويراقب خط اللحام، فالتشقق يكشف انصهارا ناقصا.
• في الأنابيب المجلفنة بعد اللحام لا مشكلة في الطلاء، أما المجلفنة قبل اللحام فخط الدرزة يفقد الزنك ويحتاج إلى ترميم.

MIG وTIG النبضي على الموقع وفي ورشة الحديد المشكل

في الموقع لا ليزر ولا مقاومة، بل MIG وTIG. التقنية الحديثة هنا هي التيار النبضي وأنماط الدائرة القصيرة المتحكم بها، التي تسمح بتيار يتراوح بين 40 و90 أمبير على سماكات 0.8 إلى 1.2 مم بسلك قطره 0.8 مم دون اختراق. أما TIG فيبقى الخيار للوصلات الظاهرة في الحديد المشكل الزخرفي حين يطلب المصمم درزة نظيفة بلا رذاذ.

قواعد عملية تحد التشوه على الصاج الرقيق:

• لحام متقطع بدرزات طولها 20 إلى 30 مم تفصلها فجوات من 80 إلى 100 مم، ثم يملأ ما بينها إن لزم.
• تسلسل متعاكس: كل درزة تلحم في الاتجاه المعاكس للتي قبلها كي تلغي كل منهما تقوس الأخرى.
• إزالة الزنك بالفرشاة أو الجلخ على مسافة 25 إلى 50 مم حول خط اللحام قبل البدء، فهذا يقلل المسامية أكثر من أي ضبط لباراميترات الماكينة.
• شفط الأبخرة عند المصدر، فحدود التعرض المهني لأبخرة أكسيد الزنك في معظم اللوائح تدور حول 5 ملغم لكل متر مكعب.

كيف تكتب اشتراط اللحام وتفحصه قبل الاستلام

الاشتراط الجيد لا يقول «لحام عالي الجودة»، بل يحيل إلى مرجع باسمه. لأعمال الحديد الإنشائي يحيل كود البناء السعودي SBC 306 إلى مواصفات اللحام الأمريكية AWS، ولوصلات الصاج الرقيق دون نحو 5 مم يعتمد AWS D1.3 المخصص للصاج. في منظومة ISO، تطلب ISO 3834 نظام جودة للحام بالانصهار، وتوصف إجراءات اللحام وتعتمد وفق ISO 15614، ويؤهل اللحام نفسه وفق ISO 9606-1. حين تطلب هذه الوثائق من المورد فأنت تطلب ثلاث أوراق محددة: إجراء لحام معتمد WPS، وسجل تأهيل الإجراء PQR، وشهادة تأهيل اللحام.

الفحص عند الاستلام يبدأ بصريا وفق ISO 17637، ويقبل أو يرفض حسب مستويات ISO 5817: المستوى C هو المتعارف عليه للوصلات العادية، والمستوى B للوصلات الظاهرة أو الحاملة. ما تبحث عنه بالعين والمسطرة:

• لا ثقوب اختراق ولا حروق على الطرف المقابل للصاج.
• لا تقويض على حافة الدرزة يتجاوز جزءا صغيرا من السماكة، وفي الصاج الرقيق يكاد أي تقويض مرئي يكون سببا للرفض.
• ساق الدرزة الزاوية لا تقل عن سماكة الصاج الأرق في الوصلة.
• مسامية سطحية متناثرة يمكن قبولها في المستوى C وترفض في المستوى B.
• ترميم الجلفنة حول الدرزة بطلاء غني بالزنك وفق ASTM A780، بنسبة زنك لا تقل عن 65% في الطبقة الجافة، بعد إزالة الرذاذ والأكاسيد.

للوصلات المشكوك فيها يضاف فحص بالسائل النافذ وفق ISO 3452، وهو رخيص ولا يحتاج معدات، ويكشف الشقوق السطحية التي تخفيها الدرزة اللامعة.

خلاصة عملية للمهندس والمقاول

اللحام في الصاج المجلفن الرقيق مسألة تحكم بالحرارة لا مسألة قوة. الليزر والمقاومة للإنتاج المتكرر في المصنع، والحث للمقاطع المغلقة، وMIG النبضي وTIG للموقع والحديد الزخرفي. قبل الاستلام اطلب WPS وشهادة اللحام، وافحص بصريا وفق ISO 5817، وتأكد من ترميم الجلفنة حول كل درزة.

مصنع بغدادي للصناعة يعمل منذ 1999 في المنطقة الصناعية بأبيار علي في المدينة المنورة، وينتج مقاطع الجبسبورد من الأوميجا والـC Channel وزاوية السقف والشكل L والـRunners والـStuds، إلى جانب الحديد المشكل ومستلزمات الديكور، ويخدم المشاريع السكنية والتجارية والحكومية في المملكة. لمناقشة تفاصيل مشروعك تواصل عبر الهاتف أو واتساب على +966596046900 أو البريد contact@baghdadi.sa.