غازات الحماية في اللحام: الأرجون وثاني أكسيد الكربون والخلطات
كثير من مشاكل اللحام التي تُنسب إلى ضبط التيار أو مهارة الفني سببها الحقيقي غاز الحماية: نوعه أو معدل تدفقه أو تلوثه. فهم دور الغاز يحل نسبة كبيرة من عيوب اللحام قبل حدوثها.
أولاً: ما وظيفة غاز الحماية؟
المعدن المنصهر شديد التفاعل مع الأكسجين والنيتروجين في الهواء. عند ملامسته للهواء تتكون أكاسيد وفقاعات غازية تضعف اللحام بشدة.
غاز الحماية يطرد الهواء من منطقة القوس ويخلق غلافاً يحمي الحوض المنصهر حتى يتجمد. لكن دوره لا يقف عند الحماية — فنوع الغاز يؤثر مباشرة في:
- شكل الاختراق وعمقه
- استقرار القوس
- كمية الرذاذ المتطاير
- شكل سطح الخط الناتج
- سرعة اللحام الممكنة
ثانياً: الأرجون النقي
الأرجون غاز خامل تماماً — لا يتفاعل مع المعدن المنصهر إطلاقاً. هذا يجعله الخيار الإلزامي للمعادن شديدة التفاعل.
يُستخدم إلزامياً مع: الألمنيوم وسبائكه، والتيتانيوم، والمغنيسيوم، وفي لحام TIG لجميع المعادن.
خصائصه: جهد تأين منخفض يجعل بدء القوس سهلاً واستقراره ممتازاً. لكن توصيله الحراري منخفض، ما ينتج اختراقاً بشكل إصبع ضيق وعميق في المنتصف مع أطراف ضحلة.
ثالثاً: ثاني أكسيد الكربون النقي
ثاني أكسيد الكربون غاز نشط — يتفكك في حرارة القوس إلى أول أكسيد كربون وأكسجين، ويشارك في التفاعل.
المزايا: اختراق عميق وواسع، وتكلفة أقل بكثير من الأرجون، ومناسب للصلب السميك.
العيوب: رذاذ متطاير أكثر بوضوح، وقوس أقل استقراراً، وسطح خط أخشن. كما أن طبيعته المؤكسدة تتطلب أسلاكاً تحتوي على عناصر مزيلة للأكسدة مثل المنغنيز والسيليكون.
يُستخدم غالباً في الأعمال الإنشائية حيث يهم الاختراق والتكلفة أكثر من المظهر النهائي.
رابعاً: الخلطات — الحل الوسط العملي
| الخلطة | الخصائص | الاستخدام الأنسب |
|---|---|---|
| أرجون 75% + CO2 25% | توازن بين الاختراق والاستقرار | الصلب الكربوني، الاستخدام العام |
| أرجون 82% + CO2 18% | رذاذ أقل، سطح أنعم | الصلب متوسط السماكة، الأعمال الظاهرة |
| أرجون 98% + CO2 2% | قوس مستقر جداً، رذاذ ضئيل | الستانلس ستيل |
| أرجون + هيليوم | حرارة أعلى، سرعة أكبر | الألمنيوم السميك |
الخلطة 75/25 هي الأكثر شيوعاً في الورش العامة لأنها تجمع اختراقاً مقبولاً مع رذاذ أقل بكثير من CO2 النقي.
خامساً: معدل التدفق — الخطأ الأكثر شيوعاً
الاعتقاد بأن "زيادة التدفق تعني حماية أفضل" خاطئ تماماً ومكلف.
التدفق الزائد يسبب اضطراباً في جريان الغاز، فيسحب الهواء المحيط إلى منطقة اللحام بدل طرده. النتيجة مسامية أسوأ من التدفق الطبيعي، مع هدر واضح في الغاز.
التدفق الناقص لا يطرد الهواء بالكامل فينتج أكسدة ومسامية.
العوامل التي تحدد المعدل الصحيح
- قطر فوهة المسدس — الفوهة الأكبر تحتاج تدفقاً أعلى.
- وجود تيار هواء — العمل في الخارج أو قرب مروحة يتطلب زيادة، أو الأفضل: حجب الهواء بحاجز.
- وضع اللحام — اللحام فوق الرأس يحتاج تدفقاً أعلى لأن الغاز أثقل من الهواء ويميل للهبوط.
- مسافة الفوهة عن القطعة — كلما بعدت، احتجت تدفقاً أعلى.
قاعدة الضبط: ابدأ بالمعدل الذي يوصي به مصنّع الماكينة، ثم افحص اللحام. وجود مسامية يعني أن الإعداد يحتاج مراجعة — إما رفعاً للتدفق أو حجباً للهواء أو تقريباً للفوهة.
سادساً: تشخيص مشاكل الغاز من شكل اللحام
| العَرَض | السبب المرجح | الإجراء |
|---|---|---|
| مسامية سطحية منتشرة | تدفق ناقص أو تيار هواء | ارفع التدفق واحجب الهواء |
| مسامية رغم تدفق عالٍ | اضطراب من التدفق الزائد | اخفض التدفق تدريجياً |
| سطح أسود متأكسد | غاز خاطئ أو تسرب في الخرطوم | افحص النوع وافحص التسريبات |
| رذاذ شديد | نسبة CO2 عالية | انتقل لخلطة أغنى بالأرجون |
| بدء قوس متعثر | نسبة أرجون منخفضة | ارفع نسبة الأرجون |
سابعاً: التسريبات — عدو خفي
تسرب بسيط في الخرطوم أو الوصلات يُدخل هواءً إلى مسار الغاز دون أن يلاحظ أحد، فتظهر المسامية رغم أن العداد يشير إلى تدفق سليم.
طريقة الفحص: امسح الوصلات بمحلول صابوني وراقب تكوّن الفقاعات مع فتح الغاز. افحص نقاط الاتصال كلها: المنظّم بالأسطوانة، والخرطوم بالماكينة، والخرطوم بالمسدس.
افحص أيضاً حالة الخرطوم نفسه — التشققات الدقيقة الناتجة عن التقادم تسحب الهواء أثناء التشغيل.
ثامناً: السلامة في التعامل مع الأسطوانات
- التثبيت الرأسي دائماً. الأسطوانة الساقطة قد ينكسر صمامها وتتحول إلى قذيفة.
- التقييد بسلسلة أو حزام. لا تعتمد على الاتزان وحده.
- إغلاق الصمام عند التوقف. حتى في الاستراحات القصيرة.
- التهوية الجيدة. الغازات الخاملة تزيح الأكسجين في الأماكن المغلقة، وهو خطر اختناق حقيقي لا رائحة له.
- عدم استخدام الزيوت قرب الأسطوانات. خصوصاً مع صمامات الأكسجين.
- نقل الأسطوانة بعربة مخصصة. مع إغلاق الصمام وتركيب غطاء الحماية.
الخلاصة
غاز الحماية ليس تفصيلاً جانبياً في اللحام — هو أحد المتغيرات الثلاثة الرئيسية مع التيار وسرعة التغذية.
- الألمنيوم والستانلس في TIG يتطلبان أرجوناً نقياً
- الصلب الإنشائي يقبل CO2 أو خلطة 75/25
- الأعمال الظاهرة تستفيد من نسبة أرجون أعلى
- التدفق الزائد يضر مثل الناقص تماماً
- فحص التسريبات دورياً يمنع مشاكل يصعب تشخيصها
