عيوب اللحام طرق الكشف عنها, انواعها, أسبابها وطرق معالجتها défauts de soudure Voies de détection, les types, les causes et correction

عيوب اللحام

 طرق الكشف عنها, انواعها, أسبابها وطرق معالجتها

défauts de soudure
Voies de détection, les types, les causes et correction

 

Welding defects

 Detection Ways, Types, causes and correction

مع التطور التكنولوجي زادت الحاجة للحصول على لحام ذي جودة عالية ويمكن الوثوق به, فالصناعات المتقدمة كالصناعات النفطية والسيارات والطيران وشبكات الانابيب والجسور المعدنية وغيرها من الصناعات الهامة تحتاج الى خطوط لحام موثوق بها, فانهيار جزء من خط اللحام في مثل هذه الصناعات يعني خسارة كبيرة في الارواح والاموال. لذا تصنف خطوط اللحام الهامة في مثل هذه الصناعات تحت تصنيف خطوط اللحام الحرجة او الخطيرة. وللحصول على الجودة المطلوبة يجب الكشف عن عيوب اللحام ومعالجتها .

عيوب اللحام هو مصطلح يستخدم لوصف الانقطاعات او الفجوات او اي اخطاء اخرى تحصل في بناء درزة اللحام وتتسبب في رفض خط اللحام وذلك حسب المعايير والموصفات المعتمدة. عند الكشف عن عيوب اللحام، ينبغي إجراء تقييم لتحديد شدتها، واتخاذ الإجراءات المناسبة لإصلاحها.

1.           طرق الكشف عن عيوب اللحام

يمكن الكشف عن عيوب اللحام بإحدى الطرق التالية :

1-1-   الاختبارات  الإتلافيه: يتم فحص اللحام بإتلاف العينة الملحومة للتأكد من قوتها ومتانتها, وتستخدم قبل البدء في عمليات التصنيع وذلك لوضع جميع اشتراطات ومعايير اللحام المطلوبة والتأكد من جودتها قبل التنفيذ والتصنيع.

1-2-   الاختبارات الغير إتلافيه  ( NON DESTRUCTIVE TESTING )  : اي فحص المعدات بغير احداث أي ضرر فيها من خلال طرق و جود تقنيات مختلفة.

1-1-        الاختبارات الإتلافيه:

تهدف الاختبارات الإتلافيه الى اختبار قوة الكسر ومتانة وليونة خط اللحام, ولإجراء اختبارات التأهيل لمواصفات اجراء اللحام(WPS) واختبارات تأهيل اللحامين فان عينة الاختبار تجهز حسب المواصفات المعتمدة. يوجد عدد من الاختبارات الإتلافيه والتي تختلف حسب القوانين والانظمة التي تغطيها, وسيتم التركيز في هذا البحث على نوعين من الاختبارات المشهورة فقط وهي:

1-1-1-    اختبار كسر اللحام الزاوي Fillet Break Test :

اختبار الكسر الزاوي هو اختبار لفحص جودة لحام وصلة الزاوية الداخلية حرف T من حيث القوة والمتانة والمرونة وكذلك الكشف عن النقص في التغلغل. ويتم فيه لحام الوصلة من طرف واحد كما في الشكل (1) ثم تبذل قوة على الطرف الاخر للوصلة الى ان يتم تسطيح الوصلة او كسرها كما في الشكل (2).

1-1-2- اختبار الحني الموجه Guided Bend Test

اختبار الحني الموجه هو اختبار يفحص جودة اللحام التقابلي بأشكاله المختلفة (U-X-V-I) من حيث القوة والمتانة والمرونة وكذلك الكشف عن النقص في التغلغل وسلامة الوصلة الملحومة ويتم فيه لحام الوصلة التقابلية ثم تحنى داخل قالب الحني والموضح في الشكل رقم (3).

يفضل استخدام قالب الحني الموجه القابل للضبط الموضح في الشكل رقم (4) حيث ان القوالب الثابتة يجب تغيرها كلما تغير سمك عينة الاختبار.

في حالة عدم توفر التجهيزات الضرورية لاجراء اختبار الحني الموجه, فيمكن تطبيق الاختبار باستخدام معدة الحني اليدوية او باستخدام المطرقة الثقيلة وذلك بعد تثبيت العينة بالملزمة الشكل رقم (5).

يجب ملاحظة بانه في اختبار الحني الموجه يتم حني العينة بزاوية 180° بينما في معدات الحني اليدوية وباستخدام المطرقة فأن زاوية الحني 90° فقط.

1-2-         الاختبارات غير الإتلافيه  NDT

الاختبارات غير الإتلافيه  NDT هي طرق لاختبار جودة اللحام وذلك باستخدام القواعد الفيزيائية لكشف العيوب والفجوات في خط اللحام دون الحاجة لتشويه او اتلاف المشغولة. والاحتياج الاختبارات غير الإتلافيه  NDT في ازدياد مستمر ومتسارع وخصوصاً مع زيادة الحاجة الى تصنيع منتجات موثوقة وذات جوده عالية, فالاختبارات غير الإتلافيه  NDT ستضمن لنا ان كل جزء من اللحام قد تم وفق الجودة المقبولة. وتمتاز الاختبارات غير الإتلافيه  بانها سريعة النتائج وذات مصداقية وموثوقية عالية.

يوجد العديد من انواع الاختبارات غير الإتلافيه  NDT وسيتم التركيز على اربعة اختبارات وهي كالتالي:

1-2-1-      الفحص البصري Visual Inspection

1-2-2-      اختبار السوائل النافذة (Liquid Penetrant Testing)

1-2-3-      اختبار الجسيمات الممغنطة (magnetic Particle Testing).

1-2-4-      اختبار الموجات  فوق الصوتية (Ultrasonic Testing)

1-2-5-      التصوير الإشعاعي (Radiography)

1-2-1-   الفحص البصري Visual Inspection

الفحص البصري هو احد طرق الاختبارات غير الإتلافيه  ويتم فيه فحص جودة اللحام باستخدام البصر وبمساعدة ادوات القياس والمحددات. ويعتبر الفحص البصري من اكثر الاختبارات غير الإتلافيه شيوعاً واستخداماً. ويستخدم لفحص اللحام غير الحرج والهام, ويساعد على اكتشاف عيوب اللحام مبكراً. ويمتاز بسهولة تطبيقه, سرعة اجرائه, ورخص تكلفته.  ويعتبر ذو فعالية عالية جداً لاكتشاف عيوب اللحام السطحية. كما ويمكن استخدامه خلال عملية انتاج خط اللحام بالكامل ( قبل واثناء وبعد اللحام ) ولكنه يحتاج الى تدريب ومهارة عالية ولا يكتشف العيوب الداخلية لخط اللحام.

يحتاج فني فحص اللحام الى الادوات والعدد التالية:

اولاً. الادوات المساعدة:

الشكل (6) يوضح بعض الادوات المساعدة التي يفضل ان يحملها الفاحص وهي:

·        عدسة: مكبرة لاستخدامها عند الحاجة لتكبير منطقة الفحص.

·        كشاف: لإنارة المناطق المظلمة مثل داخل المواسير او الفحص الليلي.

·        مرآه لاستخدامها في فحص المناطق الضيقة والتي يصعب الوصول اليها.

·        شنطة الادوات: لوضع الادوات بداخلها للمحفظة عليها من التلف والضياع.

ثانياً. ادوات القياس والمحددات :

تستخدم ادوات القياس ومحددات اللحام لفحص خط اللحام والتأكد من ان قياسات خط اللحام مناسبة لمتطلبات مواصفات اجراء اللحام WPS وكذلك قياس حجم عيوب اللحام السطحية. وتمتاز ادوات القياس والمحددات بأنها سهلة الاستخدام و صغيرة الحجم ويمكن وضعها في الجيب. الشكل (8) يبين اهم ادوات القياس والشكل (9) يبين اهم المحددات.

يلزم فحص خطوط اللحام فحصاً بصرياً جيدا حتى لو تقرر اجراء اختبارات غير إتلافيه اخرى عليها.

وتجرى عملية الفحص البصري على ثلاث مراحل:

اولاً.  الفحص البصري قبل عملية اللحام.

ثانياً.  الفحص البصري اثناء عملية اللحام.

ثالثا.  الفحص البصري بعد الانتهاء من اللحام.

1-2-2-   اختبار السوائل النافذة (Liquid Penetrant Testing)

اختبار السوائل النافذة PT هو احد طرق الاختبارات غير الإتلافيه NDT واتي يتم فيها استخدام قدرة تغلغل سائل الصبغة للتوغل في الشقوق والفجوات لاكتشاف عيوب اللحام السطحية. ومن أهم متطلبات تطبيق اختبارات السوائل المخترقة الملونة هو تنظيف الأسطح المراد اختبارها بشكل كامل. ثم يوضع السائل المخترق(Penetrant) على السطح المراد اختباره ,ويتم ذلك في العادة بتفريغه من علبة رذاذ (Aerosol).
ويجد السائل المخترق طريقه إلى التشققات أو العيوب الأخرى الموجودة في السطح وبعد فترة محددة ولتكن 15 دقيقة, يتم تنظيف السطح وإزالة السائل الزائد عن الحاجة في حين يبقى السائل المخترق في التشققات. أما الخطوة التالية فهي وضع المادة المظهرة ويطلق عليها (Developer) ووظيفتها امتصاص السائل المخترق من التشققات ومرة أخرى نحتاج إلى فترة 10 إلى 15 دقيقة لتأخذ المادة مفعولها بشكل كامل والنتيجة هي امتصاص السائل المخترق من التشققات مع بقاء علامة واضحة على مكانه

1-2-3-  اختبار الجسيمات الممغنطة (  Magnetic Particle Testing).

اختبار الجسيمات المغناطيسية MT هو اختبار غير اتلافي NDT, يستخدم المجال المغناطيسي لاكتشاف الشقوق والمسامات والفجوات في التغلغل السطحي او القريب من السطح. هذا الاختبار يستخدم بدلا من الصبغة جسيمات من اوكسيد الحديد الممغنطة لتحديد موضع العيوب. وتتم مغنطة قطعة الاختبار بحيث نخلق مجالا مغناطيسيا متدفقا ثم يتم العمل على نشر مسحوق الجسيمات الحديدية البالغة الدقة على سطح المادة المراد اختبارها. إن وجود أي عيب ما وليكن العيب في شكل تشققات مستعرضة, من شأنه أن يجعل بعض خطوط القوة المغناطيسية تخرج خارج المادة وتشكل مجالا مغناطيسيا خارجيا بمعنى آخر يحصل تشوه للمجال المغناطيسي وهذا يدفع الجسيمات المعدنية الدقيقة إلى تشكيل نتوء على قمة التشققات، ويتم التعرف بسهولة على النتوءات حيث أنها اعرض بكثير من التشققات نفسها

1-2-4-  اختبار الموجات  فوق الصوتية (Ultrasonic Testing)

اختبار الموجات  فوق الصوتية U T هو احد طرق الاختبارات غير الإتلافيه يتم فيها فحص اللحام باستخدام موجات فوق صوتية للكشف عن عيوب اللحام السطحية والداخلية. يعد من أهم التقنيات المطبقة اليوم لاختبار سماكة المواد والكشف عن العيوب المادية العميقة. وتعمل الاختبارات فوق الصوتية بالطريقة نفسها التي تعمل بها الرادارات, أي بالنبضات والصدى (شكل رقم 12).

خلال فترات زمنية قصيرة بحدود جزء من ألف من الثانية ,تنتقل ذبذبات ميكانيكية إلى المادة المختبرة ,اي قطعة الاختبار وتنتقل الذبذبات عالية التردد عبر المادة في حزمة ضيقة إلى أن تصل إلى الطرف الثاني من قطعة الاختبار الشكل (13).

وفي حال صادفت الموجة فوق الصوتية عيبا في المادة ,فإنها ستنعكس بحيث تعيد الإشارة إلى المصدر وهنا علينا قياس الفترة الزمنية إذا ما أردنا أن نحسب بدقة عمق العيب داخل قطعة الاختبار الشكل (14).

 وتستخدم الترددات العالية لان الترددات الصوتية لا تحقق النتيجة المرجوة .

1-5-  التصوير الإشعاعي (Radiography)

‏من الطرق الأخرى المستخدمة لرصد العيوب العميقة هي التصوير الإشعاعي  ‏و حسب هذه الطريقة، يخرج الإشعاع من قطعة الاختبار على أن يتم التقاط النتائج على فيلم من الجانب الأخر(الشكل رقم 15).

 وتظهر أية عيوب في المادة على الفيلم عند تظهيره. ومن أجل الحصول على صورة واضحة ودقيقة، يجب وضع مصدر الإشعاع على مسافة بعيدة من قطعة الاختبار وبالمقابل، فإن الفيلم على الجانب الآخر يجب أن يكون قريبا قدر المستطاع من قطعة الاختبار.

2-          عيوب اللحام

يمكن تقسيم عيوب اللحام الى ثلاث انواع رئيسيه .

2-1-  عيوب مقترنه بتصميم وصلات اللحام     Design related
2-2-  عيوب ناتجه عن طرق اللحام   Welding process related
2-3-  عيوب ميتالورجيه Metallographic structure related 

2-1-  عيوب مقترنه بتصميم وصلات اللحام تشمل
2-1-1   عدم محاذاة      Misalignment

وهذا يحدث بسبب عدم تطبيق القطعتين بصورة صحيحة كما في الشكل (16)

وتظهر في التصوير الشعاعي كما في الشكل (17)

ولعلاج هذه الحالة يجب اعادة التطبيق بصورة جيدة

2-1-2- التغيير في المقاطع وأماكن تركيز الاجهادات الأخرى:

 كاستخدام قطعتين مختلفتين بالسمك.  ولعلاج هذه الحالة يتم تجليخ نهاية القطعة الاكثر سمك بصورة انسيابية وكما في الشكل (18).

2-2-  العيوب الناتجة عن طرق اللحام تشمل

2-2-1-   التجاويف  Cavities وتسمى ايضاً بالبخبخة (( Porosity

وهي عيب في وصلة اللحام ينتج عن احتباس غازات داخل اللحام اثناء تجمد معدن اللحام. وتأخذ التجاويف عادة الشكل الكروي وتسمى بالمسامات porosities  او الشكل الاسطواني ويطلق عليها اسم الثقب الدودي Wormhole  كما في الشكل (19).

2-2-1-1-             أسبابها

-       تلوث العينة قبل اللحام ( زيت و شحم و طلاء و...)

-       تلوث سلك اللحام المستخدم ( زيت و شحم و .....) أو رطوبة 

-       تلوث الغاز المستخدم في حماية اللحام (CO2,ARGON ) كما في لحام ال( GTAW)

-       استخدام سلك لحام غير مناسب للوصلة

-       استخدام عملية  لحام غير مناسب للوصلة

-       عدم إحكام (الدروة) الحماية من الرياح

-       قلة خبره من اللحام أسلوب غير مناسب

 

2-2-1-2-             أنواع البخبخة 

-       البخبخة العشوائية و تحدث بدون انتظام أثناء اللحام  Uniformly Scattered

-       البخبخة المتمركزة و تحدث بدون انتظام أثناء اللحام  Cluster Porosity

-       بخبخة أسطوانية الشكل ممتدة و تحدث غالبا في الغرز  Worm Hole

-       بخبخة بطول اللحام على خط واحد في الغرز  Aligned Porosity

 

2-2-1-3-              طريقة اكتشافه

-       التصوير بالأشعة (جاما أو اكس)

-       افضل طريقه وأدق الكشف بالموجات فوق الصوتية  

2-2-2-                        العوالق الصلبة  Solid Inclusion

العوالق الصلبة هي عيب في خط اللحام بسبب انحصار مواد صلبة غريبة ( شوائب ) داخل اللحام وهو ناتج عن انصهار سلك اللحام أو ال (Powder)

2-2-2-1-     أسبابه:

-       التنظيف غير الجيد لطبقة الخبث المتكونة فوق الدرزة وذلك قبل لحام الطبقة التالية.

-       وجود شواب صلبة بمنطقة اللحام قبل اللحام.

-        أسلوب لحام خاطئ او عدم ضبط زوايا اللحام

2-2-2-2-    أنواعه

-         شوائب متصلة بشكل طولي متصلبة لم يتم أزالتها عند إضافة طبقه لحام تالية

Elongated Slag Lines

-       شوائب عشوائية بين طبقات اللحام تصلدت أثناء اللحام ولم يتم إزالتها قبل إضافة الطبقة التالية لها

Inter Pass Slag Inclusions

-       شوائب متصلة في شكل خطين في اتجاه طولي متوازيين تقريبا   Wagon Tracks

2-2-2-3-    طريقة اكتشافه:   

-     التصوير بالأشعة (جاما أو اكس)

-     الكشف بالموجات فوق الصوتية 

2-2-3-            نقص في الغرز ( النفاذية ) Lack of Penetration  ( LOP

2-2-3-1-    انواعه

-         نقص غرز مستمر لمسافة   Incomplete or Lack of Penetration  ( LOP )

-         ثقب في الغرز   Burn Through

2-2-3-2-              الأسباب :

-         سلك لحام غير مناسب.

-         فتحة الجذر في الوصلة التقابلية غير مناسبة اما كبيرة او صغيرة

-         قلة خبره و عدم اهتمام من اللحام.

-         اندفاع تيار هواء أثناء اللحام.

2-2-3-3-             طريقة اكتشافه

-                   التصوير بالأشعة (جاما أو اكس).

-           الكشف بالموجات فوق الصوتية 

2-2-4-    نقص في الانصهار  Incomplete Fusion

النقص في الانصهار هو احد عيوب اللحام التي تصف عدم اكتمال انصهار سلك اللحام مع المعدن الاساس.

2-2-4-1-           الأسباب :

-          شدة التيار منخفضة

-         سرعة اللحام زائدة عن الحد الصحيح.

-         سلك لحام غير مناسب قطر اكبر من المطلوب

-         عدم نظافة سطح المعدن قبل اللحام وعدم ازالة طبقة الصدأ الثقيلة من على سطح المعدن بالكامل.

-         وجود زيوت او شحوم او دهان على سطح المعدن.   

-         قلة خبره و عدم اهتمام من اللحام و استخدام تيار اقل من المطلوب لحدوث الاندماج

-         شوائب صلبة بمجرى او منطقة اللحام بسبب اندفاع تيار هواء أثناء اللحام.

2-2-4-2-             أنواعه:

-         وجود فراغ بين خط اللحام والمعدن الاساس

-         درجة الحرارة لم تكن كافية لإكمال عملية انصهار واندماج خط اللحام مع المعدن الاساس.

-         وجود مادة غريبة بين خط اللحام والمعدن الاساس

-         عدم انصهار بين طبقات اللحام و بعضها  Inter Pass Cold Lap

-         عدم انصهار بين المعدن الاساس و طبقات اللحام

lack of fusion between weld and base metal

-         نقص في الانصهار في منطقة الجذر للحام

lack of fusion in the area of weld root

يعد عيب النقص في الانصهار من العيوب الخطيرة التي يجب اصلاحها وخصوصاً عندما يكون اللحام مصمما ًللخدمة في الظروف الباردة او يكون معرضاً للتحميل التصادمي او التحميل الدوري (اجهادات الكلال (   Fatigue Stress) مثل المنشآت المعدنية التي تتعرض للرياح.

2-2-4-3-             طريقة اكتشافه

-                 الكشف بالموجات فوق الصوتية 

2-2-5-    الشكل غير التام  Imperfect Shape

الشكل غير التام لخط اللحام هو عيب في الشكل الظاهر لخط اللحام والمنطقة المجاورة له.

2-2-5-1-    القطع (النحر) السفلي  Under Cut

هو عيب سطحي يظهر كمجرى او اخدود في المعدن الاساس وذلك مباشرة على طول حافة خط اللحام

-         انواعه:

-           قطع خارجي ومن الاعلى  External or Crown Undercut

-         قطع داخلي (في الجذر) Internal or Root Undercut

-         أسبابه :

-      استخدام أمبير مرتفع

-      سرعة اللحام بطيئة

-      استخدام سلك لحام غير مطابق

-         طريق اكتشافه:

-      التصوير بالأشعة (جاما أو اكس)

-       الكشف بالموجات فوق الصوتية

-       بالنظر إن أمكن ذلك

2-2-5-2-    نقص في التعبئة  Lack of filling (Under Fill)

هو عدم اكتمال اللحام بالحجم المطلوب (حسب المواصفات) كما في الشكل

2-2-5-3-             التراكب  Overlap

هو عيب  في اصبع الحام ناجم عن تدفق معدن اللحام على سطح المعدن الرئيسي دون الانصهار والاندماج معه.

2-2-5-4-             دعم مبالغ فيه (تقوية اللحام الزائدة) Excess weld reinforcement

2-2-6-                      عيوب مختلفة

2-2-6-1-    عين السمكة (Fisheye) :

تظهر على السطح في وصلة اللحام وقد تون فجوة او تضمنات لشوائب محاطة بمساحة مستديرة لامعة. وغالباً ما تحدث عند نهاية سلك اللحام0

2-2-6-2-    الانعزال (Segregation) :
وهو عدم التجانس في توزيع العناصر السبائكية أو الشوائب الدخيلة الذى يحدث أثناء تجمد وصلة اللحام حيث يميل الحديد الى التصلب اسرع من بقية العناصر للسبيكة مما يؤدي الى تجمع العناصر الاخرى في وسط السبيكة وبالتالي يؤدي الى حدوث تشققات.

  

2-2-6-3-    طرطشه أو ترشاش (Spattering ) :
اجزاء متطايره من سلك اللحام خارج معدن اللحام المترسب ولا تشكل جزء منه وتحدث بسبب نفخ القوس مما يسبب تناثر قطرات معدن المليء حول خط اللحام .

-      اسبابها

-         الاختيار الخاطئ للألكترود.

-         الاختيار الخاطئ للتيار.

-         اسلوب الحام غير المناسب.

-      للتقليل من حدوث الطرطشة يمكن اتباع التعليمات التالية:

-         استعمال التيار المتردد AC

-         المحافظة على طول قوس مناسب

-         استخدام نوع الألكترود السليم حسب شدة التيار ووضع اللحام.

2-2-6-4-              تشريز أو احتراق القوس(Arc strikes or Arc burns) :
ينتج عن اعاده انصهار موضعي لمعدن الاساس أو المنطقة المتأثرة حراريا أو سطح اللحام بسبب خطأ في التعامل مع القوس (تشريز).

2-2-6-5-             Metallic Inclusion

هي شوائب معدنية (تنجستن) تحدث أثناء اللحام بطريقة  ال GTAW , PAW

سبب هذا العيب التصاق التنجستن في الوصلة أثناء اللحام

2-3-                       عيوب ميتالورجيه Metallographic structure related 

تهتم ميتالورجيا اللحام بدراسة تأثير اللحام على المعادن من حيث الخواص الفيزيقية والميكانيكية والتركيب الكيميائي. ومن أساسيات ميتالورجيا اللحام البنية المجهرية لوصله اللحام والتي تؤثر في الخواص الميكانيكية - تغيرات اللحام مثل الدورة الحرارية - التفاعلات الكيميائية في المنطقة المنصهرة - العناصر السبائكية - التركيب الكيميائي لمساعدات الصهر وكل هذه العوامل تؤثر بصفه أساسيه في البنية المجهرية لكل من معدن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة.

2-3-1-            الشقوق (الشروخ) CRACKS

هي عيب من عيوب وصلات اللحام تمتاز بنا طرفاها حادان وبأن نسبة الطول الى فتحة الشق عالية ( شكل انسيابي ) كما موضح بالشكل

الشكل الانسيابي للشقوق يجعلها من اخطر انواع العيوب لأنها:

-         يمكنها التحرك والانتشار حيث ان شكلها الانسيابي يعطيها القدرة على التحرك باقل طاقة ممكنة.

-         تسبب تقليل خطير في قوة درزة اللحام.

-         تسبب في حدوث انهيار فجائي.

لذا فان الشقوق يجب اصلاحها ولا يتم قبول اللحام في حالة وجودها. وتزداد خطورة الشقوق مع التحميل التصادمي وكذلك عندما يكون اللحام مصمماً للخدمة في ظروف باردة.

2-3-1-1-    اسبابه:

تتولد الشقوق عادة بسبب تعرض اللحام لاختلافات سريعة في درجات الحرارة مثل:

-         عمليات التبريد السريع لوصلة اللحام

-         عدم التسخين المسبق لمنطقة اللحام.

-         عدم تتابع عمليات لحام الوصلة وترك الدرزة تبرد قبل اكمال اللحام.

وهناك اسباب اخرى مثل:

-         استخدام سلك غير مطابق

-         استخدام سلك به رطوبة شديدة

-         تجهيز العينة غير مطابق

-         عدم تسخين على حسب المواصفات

-         نقص في قابلية المعدن للحام

-         خضوع اللحام لإجهادات شديدة أثناء وبعد اللحام

-         حرارة عالية أثناء اللحام

-         أعادة إصلاح اللحام اكثر من مره لنفس الجزء

-         تلوث الوصلة قبل اللحام ( الشنفرة ) دهان أو زيت أو شحوم أو.......

-         ضيق الشنفرة مقارنة بالثخانة

-         أسلوب اللحام خاطئ ( عرض طبقة اللحام كبير )

-         عدم انتظام التيار والفولت وسرعة اللحام أثناء اللحام (Heat Input)

-         عدم خضوع الوصلة للمعالجة الحرارية المطلوبة على حسب المواصفات

-         معدل تبريد سريع للوصلة

    

2-3-1-2-    انواع الشقوق:

الشكل ادناه يبين انواع الشقوق

2-3-2-                      التشققات الهيدروجينية ( المنطقة المتأثرة بالحرارة) Hydrogen Cracking:
وتسمى ايضا الشروخ على البارد وتحدث بعد تجمد معدن اللحام في كل من المنطقة المتأثرة بالحرارة ومعدن اللحام في انواع عديده من الصلب مثل الصلب منخفض التسابك أو الصلب عالي التسابك ولأن هذه الشروخ تحدث تحت كبح فأحيانا يطلق عليها شروخ الكبح كذلك يطلق عليها الشروخ المتأخرة أو المؤجلة لأنها تحدث بعد تجمد اللحام بعدة ساعات أو خلال ايام وتوصف هذه الشروخ ايضا بموقعها مثل شرخ طرفي ، شرخ جذري وشرخ تحت الدرزة.

2-3-2-1-             أسباب حدوثها :
تحدث نتيجة لانتقال الهيدروجين من معدن اللحام الى المنطقة المتأثرة حراريا . هذا الهيدروجين ناتج من الرطوبة في مستهلكات أو سلك اللحام أو على وجه الوصلة. في بعض المخلفات كالدهان والزيوت أو في طبقه الاكاسيد الموجودة على الوصلة يزيد احتمال التشرخ بزياده ثخانة الوصلة أو زياده المكافئ الكربوني. كذلك هناك عوامل اخرى تساعد على التشرخ على البارد مثل كبر المسافة الجذرية ، عدم كفاية الدخل الحرارى أو أن يكون التسخين المسبق للحام غير كاف ولحامات التبنيط غير منتظمة الحجم أو المسافة أو نتيجة زيادة الاجهادات اثناء التداول بعد اللحام وقبل إجراء المعالجة الحرارية لإزالة الاجهادات.

2-3-2-2-             كيفية التعرف عليها:

سطحياً

-         بالفحـــــص البصــــــرى أو باستخدام عدسه مكبره.

-         باستخدام اختبار الصبغات المتغلغلة PT.

-         الحبيبات المغناطيسيةMT.

داخلياً :

-          باستخدام الموجات فوق الصوتية UT.

-         التصوير بالأشعة بعد 48 ساعة على الاقل من عملية اللحام.

2-3-2-3-             طريقة الاصلاح :
الشروخ القصيرة المعزولة المتاحة من السطح يمكن إزالتها ثم الاصلاح باللحام - أما في حالة الشروخ الكبيرة أو الشروخ المخفية تحتاج الى استبدال الجزء المعيب وفى حالة اعاده الاصلاح باللحام يراعى إجراء عمليه التسخين المسبق للحام بطريقه صحيحه والتحكم في الدخل الحرارى لتقليل احتمال حدوث هذا العيب ثانيه.

2-3-2-4-             الاحتياطات لتفاديها:
يجب اختيار اسلوب اللحام المناسب مع أنواع الصلب التي تظهر تصلداً في المنطقة المتأثرة بالحرارة مع مراعاة العوامل الأتية:

-         يجب ان يكون الكترود اللحام من النوع منخفض الهيدروجين وتتم عملية اللحام تحت
سيطرة وتحكم في ظروف اللحام .

-         يجب تجفيف الكترود اللحام طبقاً لتعليمات الشركة المنتجة.

-         يجب التسخين المسبق لمعدن الاساس وفى حاله الضرورة بحيث ترفع حراره وصلة اللحام
بأكملها للدرجة المطلوبة.

-         التحكم في كميه الدخل الحرارى أثناء اللحام وايضاً اثناء التبنيط.

-         يجب أن يكون التركيب الكيميائي لمعدن الاساس ضمن الحدود المقبولة في طريقة
اللحام المستخدمة.

2-3-3-            التصدع أو الشروخ الصغيرة (Fissures)
مثل الشروخ ولكن فتحاتها ضيقه وسطحيه .

2-3-4-        التمزق الرقائقي (Lamellar tear) :
وهو نوع من الشروخ يحدث في معدن الأساس أو المنطقة المتأثرة حرارياً نتيجة للكبح في وصلة اللحام.

2-3-5-        LAMINATION & DELAMINATION

2-3-5-1-         LAMINATION

هو حدوث انفصال داخلي لطبقات المعدن الداخلي ويحدث نتيجة وجود عيب قديم في العينة و بعد عمليات الرفلة أثناء التصنيع  يحدث الانفصال.

2-3-5-2-         DELAMINATION

هو الانفصال النهائي لطبقات المعدن عند التأثير عليه بإجهادات داخليه حرارية او ميكانيكية و ذلك نتيجة للقطع أو اللحام

-                طريقة اكتشافه الكشف بالموجات فوق الصوتية

المراجع

1.                 TWI Ltd, Training and Examination Services

                                World Center For Materials Joining Technology

2.                Welding defects, causes and correction 

By Leigh Baughurst and Grant Voznaks,  Aspec Engineering

      

3.                     اختبارات اللحام في تخصص اللحام 

الادارة العامة لتصميم وتطوير المناهج / المملكة العربية السعودية

4.                     ASME B31.3-2006

The American society of Mechanical Engineers    

5.                     Welding Inspection and Metallurgy

API Recommended Practice 577 First Edition, October 2004