الأنواع الشائعة من اللحام بالمقاومة

مقدمة

اللحام بالمقاومة هو أحد أكثر عمليات الربط استخدامًا في الصناعات. وهي طريقة تستخدم التيار الكهربائي والضغط لربط الأجزاء المعدنية. في اللحام بالمقاومة، يكون الربط سريعاً وتكون النتائج موثوقة بشكل عام. يساعد هذا اللحام في صنع وصلات صلبة ومتينة بدون مواد حشو إضافية. هناك عدة أشكال من اللحام بالمقاومة. وهي تشمل اللحام النقطي، ولحام اللحام، ولحام التماس، ولحام الإسقاط، واللحام التناكبي، واللحام بالوميض. كل من هذه الطرق لها إعدادها الفريد وتطبيقاتها المحددة.

اللحام بالمقاومة

اللحام النقطي هو طريقة بسيطة وفعالة تُستخدم في ربط قطع معدنية متداخلة. يضغط قطبان نحاسيان بقوة على القطع المعدنية. وعندما يمر التيار الكهربائي، تعمل الحرارة المتولدة على إذابة المعدن في بقعة صغيرة ومركزة. وينتج عن التبريد السريع للمعدن رابطة قوية. وهذه طريقة شائعة جداً مستخدمة في صناعة السيارات. يتم تثبيت معظم هياكل السيارات معًا عن طريق اللحامات الموضعية في صفائحها المعدنية. تتميز هذه العملية بوقت دورة سريع. تنتج العديد من المنشآت التي تصنع المنتجات باستخدام هذه التقنية مئات اللحامات الموضعية كل دقيقة. يتم التحكم في الحرارة بحيث لا تؤثر على الهيكل بأكمله لضمان قدرة الوصلات على تحمل الضغط. كما يستخدم اللحام النقطي على نطاق واسع في صناعة الأجهزة المنزلية. بساطة هذه الطريقة تجعلها سهلة التشغيل الآلي بشكل أساسي. تشتمل العديد من المصانع الحديثة على روبوتات تقوم باللحام النقطي بتناسق وتكرار.

اللحام بالدرز

يشبه لحام التماس عملية اللحام النقطي ولكنه ينتج عنه وصلة لحام مستمرة. وبدلاً من الأقطاب الكهربائية المنفصلة، يتم استخدام بكرات أو أقطاب كهربائية على شكل عجلة. وينتج عن هذه التقنية أخدود أنيق غير منقطع على طول خط اللحام للأجزاء. وهي مناسبة بشكل خاص للوصلات المقاومة للتسرب. يستخدم لحام التماس في الصناعات لإغلاق حواف زجاجات الفولاذ المقاوم للصدأ وخزانات التخزين والأنابيب. لا يترك اللحام المستمر أي فراغ يمكن أن يصبح نقطة ضعف في الوصلة. لحام اللحام بالدرز مناسب للأجزاء التي يكون من الملائم أن يكون لحام اللحام متجانسًا. العملية سريعة وتتكامل بشكل جيد مع خطوط التجميع الأوتوماتيكية. يُستخدم اللحام بالدرز منذ عقود في تصنيع الحاويات ووحدات التغليف. يضمن التدفق المستمر للتيار دون انقطاع أن يكون اللحام سليمًا وجذابًا في المظهر. كما يتم استخدام اللحام بالدرز أيضًا في تصنيع أجزاء أنابيب المياه والغاز الضخمة.

اللحام بالإسقاط

ينطوي مبدأ اللحام بالإسقاط على استخدام نتوءات صغيرة أو أقسام مرتفعة على أحد الجزأين أو كليهما المراد ربطهما. تركز هذه المناطق المرتفعة تيار اللحام في بقعة صغيرة. تنقل العملية الحرارة فقط إلى النتوء، الذي يندمج بسرعة مع السطح المجاور. هذه الطريقة فعالة لربط المكونات الصغيرة التي تحتوي على نقاط لحام متعددة. وهي تقلل من الحاجة إلى تحديد المواقع بدقة، حيث يعمل المسقط نفسه كدليل. ويستخدم اللحام بالإسقاط على نطاق واسع في قطاع السيارات حيث تكون هناك حاجة إلى العديد من اللحامات المتشابهة على نفس الجزء. كما تستخدم صناعة تصنيع الأجهزة الكهربائية هذا النوع من اللحام أيضًا في الربط الخفيف والدقيق. وتُظهر الاختبارات أن الوصلات الملحومة بالإسقاط توفر مقاومة عالية للإجهاد. يتم الحفاظ على جودة هذه الطريقة في الإنتاج الضخم، مما يقلل من الوقت اللازم لإجراء التعديلات مع كل لحام واحد.

اللحام التناكبي

يختلف اللحام التناكبي عن أشكال اللحام بالمقاومة الأخرى. أثناء هذه العملية، يتم ترتيب قطع المعدن من حافة إلى حافة. يتم إنشاء الوصلة عندما تلتقي الحواف بشكل مثالي. يتدفق تيار كهربائي عبر الحواف المتحاذية. يعمل الضغط المطبق لربط الأجزاء كوسيلة للمقاومة. وعندما يبرد المعدن المنصهر، فإنه يشكل رابطة قوية للغاية على طول الحافة بأكملها. في تصنيع خطوط الأنابيب والأجزاء الإنشائية وغيرها، يشهد اللحام التناكبي استخدامات واسعة النطاق. تكمن القوة في الوصلة كاملة السماكة التي تنتجها هذه الطريقة. لا يلزم وجود تداخل؛ ومن ثم، فإن المنتج النهائي يتمتع بسطح أملس ومتساوٍ. وتصبح تقنية اللحام هذه هي الملاذ الوحيد حيثما تكون هناك حاجة إلى وصلة أنيقة وسليمة. تعتمد العديد من التطبيقات الشاقة المتعلقة بصناعات الإنشاءات والشحن على موثوقية الوصلات الملحومة بالتناكب، حيث إن هذه الطريقة هي الطريقة الوحيدة التي تتطلب وصلات ملحومة بالتناكب، مما يجعلها أكثر موثوقية. وتتعامل هذه العملية مع الإجهاد والاهتزازات العالية، مما يثبت جدارتها في التطبيقات الحرجة.

اللحام الوميضي

لحام الوميض هو طريقة تربط قطع المعدن ببعضها البعض عن طريق دفعة مفاجئة من الطاقة. أثناء هذه العملية، يتم تجميع الأجزاء معًا، ويتم تمرير تيار عالٍ عبر الوصلة. في هذه العملية، يحدث وميض من المعدن المنصهر عند واجهة التلامس. ينظف الوميض الأسطح المعدنية عن طريق حرق أي شوائب أو أكاسيد. بعد اكتمال الوميض، يتم تطبيق الضغط لتشكيل الوصلة الصلبة. يتم تطبيق اللحام بالوميض في الصناعات التي تتعامل مع ربط الأجزاء الكبيرة المقطعية. ويجد تطبيقه في تصنيع السكك الحديدية لربط القضبان أو في إنتاج قضبان الحافلات الكهربائية. العملية تلقائية ولا تتطلب إعدادات معقدة. تضمن نظافة منطقة اللحام والترابط القوي. ونظرًا لسرعة الدورة الزمنية والتسخين المتحكم فيه، فإن اللحام بالوميض موفر للطاقة واقتصادي. أكثر ما يحبه المهندسون في هذه العملية هو قدرتها على ربط المعادن غير المتشابهة، مما يجعلها متعددة الاستخدامات لمجموعة من المكونات الهيكلية.

الخاتمة

يُعد اللحام بالمقاومة تقنية مهمة جدًا لعدد من الصناعات التحويلية. يتم الجمع بين التيار الكهربائي والضغط في هذه التقنية لإنتاج وصلات قوية ومتسقة. وتتميز كل تقنية بمزاياها: اللحام النقطي واللحام بالدرز واللحام بالإسقاط واللحام التناكبي واللحام بالوميض. وقد كان لهذه العمليات دور فعال في تشكيل طريقة الإنتاج الحديثة. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الأسئلة المتداولة

س: ما السرعة التي يتم بها اللحام النقطي عادةً؟

س: يمكن أن تحقق التطبيقات الصناعية مئات دورات اللحام في الدقيقة الواحدة باستخدام اللحام النقطي.

و: ما هي المنتجات التي تستخدم أنماط اللحام بالدرز؟

س: اللحام بالدرز شائع في الخزانات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وخطوط الأنابيب والحاويات المختومة.

و: هل يمكن الاعتماد على الوصلات الملحومة بالدرز في التطبيقات الثقيلة؟

س: نعم، الوصلات الملحومة بالوميض قوية ومتينة ومناسبة للمكونات عالية الإجهاد.

مرجع:

[1] K.G. Swift، J.D. Booker، الفصل 11 - عمليات الانضمام، المحرران: K.G. Swift، J.D. Booker، دليل اختيار عملية التصنيع، بتروورث-هاينمان، 2013، الصفحات 291-349، ISBN 9780080993607