ما هو اللحام بالمقاومة وكيف يعمل؟

العوامل المؤثرة على اللحام بالمقاومة

اللحام بالمقاومةهي طريقة لحام تستخدم التيار الكهربائي لتوليد الحرارة لربط المكونات المعدنية. كما ذكرنا سابقًا، ينبع مبدأ اللحام بالمقاومة بشكل أساسي من قانون جول للتسخين، حيث يتم تحديد توليد حرارة اللحام بشكل أساسي من خلال معلمات مثل التيار والمقاومة ووقت اللحام. ويمكن التعبير عنها بالصيغة التالية:

س = أنا²ر

معنى كل معلمة لحام:

س — الحرارة (ي)

أنا - تيار اللحام (أ)

R — المقاومة (Ω)

ر - وقت (أوقات) اللحام

تيار اللحام

للتيار تأثير كبير على الحرارة المتولدة أثناء اللحام، كما هو موضح في الصيغة. تؤثر القيمة المربعة للتيار على الحرارة، أي أنه كلما زاد التيار، زادت سرعة الحرارة. لذلك، عند ضبط معلمات اللحام قبل اللحام، من الضروري ضبط التيار المناسب. إذا كان تيار اللحام صغيرًا جدًا، فلن يذوب اللحام ولن يتشكل قلب اندماجي. إذا كان التيار كبيرًا جدًا، فسوف ينمو قلب الاندماج بسرعة، مما يتسبب في تناثر مفرط أثناء اللحام وإتلاف الأقطاب الكهربائية.

ينقسم تيار اللحام بشكل أساسي إلى تيار متردد (AC) وتيار مباشر (DC)، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه. الآلات اللحام البقعينحن نستخدم أيضًا مقسمة إلى آلات لحام البقعة ذات التيار المباشر وآلات لحام البقعة ذات التيار المتردد. تستخدم آلات اللحام النقطي بالتيار المباشر مصدر طاقة ثلاثي الطور، مما يضمن توزيع الطاقة المتوازن، ويمكنها تحقيق ترددات لحام تزيد عن 1000 هرتز، مما يؤدي إلى دقة لحام عالية. كما أنها تتمتع بميزة انخفاض الطلب على الطاقة من شبكة الطاقة، مما يجعل آلات اللحام الموفرة للطاقة هذه تحظى بشعبية متزايدة بين الشركات المصنعة للصناعة التحويلية. تتميز آلات لحام البقعة ذات التيار المتردد بمخرج أحادي الطور يبلغ 50 هرتز، وقدرة تحميل مستمرة عالية، ومتطلبات عالية لشبكة الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتمتع بقدرة لحام منخفضة، مما يتطلب أوقات لحام أطول.

اتصل بالمقاومة

من خلال الصيغة، من السهل أن نرى أن المقاومة تتناسب طرديًا مع الحرارة المتولدة. كلما زادت المقاومة، زادت الحرارة الناتجة أثناء اللحام. يتم توزيع المقاومة في أجزاء مختلفة من القطب وقطعة العمل. أثناء اللحام، تحدث أعلى مقاومة عند نقطة التلامس لقطعة العمل، مما يؤدي إلى أعلى توليد للحرارة. التالي هو المقاومة عند نقطة الاتصال بين قطعة العمل والقطب الكهربائي. ومع ذلك، بما أن القطب يتم تبريده بالماء ويبرد بسرعة، فإن درجة الحرارة تنخفض بسرعة. ومن ناحية أخرى، فإن مقاومة التلامس بين قطع العمل، على الرغم من اختفاءها، إلا أنها تتميز بتبديد حرارة ضعيف، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة. ولذلك، فإن مساحة صغيرة فقط بين قطع العمل يمكن أن تصل إلى درجة الحرارة اللازمة لتشكيل قلب الانصهار واللحام معًا.

بالإضافة إلى ذلك، تؤثر درجة الحرارة وضغط القطب على المقاومة. مع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض قوة إنتاج المعدن، مما يزيد من مساحة الاتصال بين قطع العمل وبين قطعة العمل والقطب، مما يؤدي إلى انخفاض المقاومة. زيادة ضغط القطب الكهربائي يجعل سطح قطعة العمل أكثر سلاسة، مما يؤدي إلى توسيع منطقة التلامس وتقليل المقاومة. ونتيجة لذلك، هناك ظاهرة حيث أنه أثناء لحام المواد النموذجية، تزداد المقاومة بعد وقت قصير من تشغيلها، وعندما يتم إيقاف الطاقة وتشكل قلب الاندماج، تبدأ المقاومة في الانخفاض.

وقت اللحام

كلما زاد وقت اللحام، زادت الحرارة المتولدة. في هذه الصيغة، يمكن أن يكمل التيار والوقت بعضهما البعض. عندما تريد لحامًا قويًا، يمكنك ضبط تيار عالٍ لفترة قصيرة لتوليد الحرارة بسرعة وتشكيل قلب اندماجي لإكمال اللحام. بدلًا من ذلك، يمكنك ضبط تيار منخفض لفترة أطول، ولكن هناك حدود لهذا الأسلوب. إذا تم ضبط الوقت لفترة طويلة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى تناثر مفرط وقد يتسبب في التصاق القطب الكهربي. سواء كان الوقت الحالي أو الوقت، هناك قيود. عند ضبط المعلمات، عليك أن تأخذ في الاعتبار مادة وسمك قطعة العمل، بالإضافة إلى قوة آلة اللحام.

خصائص المواد

تؤثر مادة قطعة العمل بشكل كبير على مقاومتها، والتي تلعب دورًا مهمًا في توليد حرارة اللحام. عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، الذي يتمتع بمقاومة عالية وموصلية حرارية ضعيفة، يكون من الأسهل توليد الحرارة ولكن من الصعب تبديدها، لذلك هناك حاجة إلى تيارات أصغر. عند لحام سبائك الألومنيوم ذات المقاومة المنخفضة والتوصيل الحراري الجيد، يكون من الصعب توليد الحرارة ولكن من الأسهل تبديدها، لذلك يلزم وجود تيارات أكبر. تتمتع المعادن مثل الفضة والنحاس بموصلية حرارية عالية ومقاومة منخفضة، لذا حتى مع وجود تيارات عالية، فإنها لا تولد الكثير من الحرارة ولكنها يمكنها توصيلها بعيدًا. ولذلك فإن هذه المعادن ليست مناسبة للحام بالمقاومة ولكن يمكن استخدامها كمواد إلكترودات.

تصميم القطب والهندسة

يؤثر شكل ومادّة القطب الكهربائي أيضًا على توليد الحرارة. تؤثر منطقة التلامس بين القطب وقطعة العمل على كثافة التيار. الاستخدام المتكرر للأقطاب الكهربائية يمكن أن يؤدي إلى التآكل والتشوه، مما يزيد من مساحة التلامس ويقلل من قوة اللحام. لذلك، نحن بحاجة إلى إصلاح واستبدال أطراف القطب الكهربائي على الفور. تؤثر الموصلية الحرارية ومقاومة القطب على نقل الحرارة. ولذلك، ينبغي لنا أن نختار المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة والمقاومة المنخفضة.

تحضير السطح

يؤثر شكل الأقطاب الكهربائية ومادتها أيضًا على توليد الحرارة. تؤثر منطقة التلامس بين القطب وقطعة العمل على كثافة التيار. عندما يتم استخدام أقطابنا الكهربائية بشكل متكرر وتتآكل، فإنها تزيد من مساحة التلامس، مما يؤدي إلى انخفاض قوة اللحام. لذلك، نحن بحاجة إلى إصلاح واستبدال أطراف الأقطاب الكهربائية على الفور. تؤثر الموصلية الحرارية والمقاومة للأقطاب الكهربائية على نقل الحرارة. ولذلك، ينبغي لنا أن نختار المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة والمقاومة المنخفضة.