أقطاب اللحام بالقضيب: أنواعها واستخداماتها وكيفية اختيار القضيب المناسب

تخيل فريق صيانة يُصلح الفولاذ في موقع عمل عاصف، أو مزارعًا يُصلح معدات معطلة في حقل مفتوح، أو عامل لحام أنابيب يُجري لحامات جذرية بعيدًا عن الورشة. تُعدّ أقطاب اللحام بالقضيب مناسبة لهذه الأعمال لأنها تُوفر حماية ذاتية وتعمل بمعدات محمولة. 

إذا كنت تقارن بين أقطاب اللحام بالقضيب، فأنت بحاجة إلى الإجابة على سؤالين: أي قضيب يناسب المهمة، وما إذا كان جهاز اللحام بالقضيب الخاص بك يمكنه تشغيله بشكل صحيح. 

يشرح هذا الدليل أرقام قضبان AWS، والأقطاب الكهربائية الشائعة مثل E6010 وE6011 وE6013 وE7018، وميزات الجهاز التي تؤثر على بدء القوس الكهربائي والقطبية والاختراق وجودة اللحام. 

ما هو قطب اللحام بالقضيب؟

أقطاب اللحام بالقضيب هي قضبان قابلة للاستهلاك تستخدم في لحام القوس المعدني المحمي . يحتوي كل قضيب على سلك معدني داخلي وطبقة من التدفق تحترق أثناء اللحام.

قطب كهربائي قابل للاستهلاك يستخدم في اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW)

أثناء عملية اللحام، يمر التيار الكهربائي عبر قضيب اللحام، مما يُحدث قوسًا كهربائيًا بين طرف القطب والمعدن الأساسي. يعمل هذا القوس على صهر سلك اللحام الأساسي وتحويله إلى معدن حشو، كما يعمل على صهر المعدن الأساسي أيضًا لتكوين حوض اللحام. 

على عكس لحام TIG، حيث لا ينصهر قطب التنجستن، أو لحام MIG، حيث يتم تغذية السلك باستمرار من خلال المسدس، فإن أقطاب اللحام بالقضيب تحترق بشكل أقصر أثناء اللحام ويجب استبدالها بعد طول قصير من اللحام. 

طلاء التدفق، غاز الحماية، والخبث

تؤدي طبقة التدفق ثلاث وظائف أثناء اللحام. فهي تُنتج غازًا واقيًا، وتُشكّل خبثًا فوق اللحام أثناء التبريد، وتضيف مكونات تعمل على تثبيت القوس أو تنظيف معدن اللحام. 

تُعزى فائدة اللحام بالقضيب الكهربائي في الأعمال الخارجية والميدانية إلى خاصية الحماية الذاتية، لا سيما في الأماكن التي قد تؤثر فيها الرياح على غاز الحماية المستخدم في لحام MIG أو TIG. كما تُفسر طبقات التدفق المختلفة اختلاف سلوك قضبان اللحام E6010 وE6011 وE7018 وغيرها. 

أسماء شائعة قد يراها القراء

قد تجد نفس المادة الاستهلاكية تُسمى قطب اللحام، أو قضيب اللحام، أو قطب اللحام بالقوس المعدني المحمي (SMAW)، أو قضيب اللحام. في لحام القوس الكهربائي، يُستخدم مصطلحا "قضيب" و"قطب" عادةً للدلالة على الشيء نفسه، مع العلم أن قضبان حشو لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (TIG) تختلف. 

كيف تقرأ رقم تصنيف قطب AWS؟

يُشير رقم قطب اللحام AWS إلى أربعة أمور: قوة الشد، ووضع اللحام، ونوع التدفق، والتوافق مع التيار. هذا هو التفسير العملي لمعنى الأرقام الموجودة على قضيب اللحام : يُوضح لك الملصق قدرة القضيب على التحمل قبل بدء عملية اللحام.

القوة والمكانة في القانون

يشير الرقمان الأولان (أو الثلاثة) إلى الحد الأدنى لقوة الشد بوحدة ألف رطل لكل بوصة مربعة. يوفر كل من E6010 وE6011 قوة شد دنيا تبلغ 60,000 رطل لكل بوصة مربعة، وهما مناسبان لتطبيقات الفولاذ الإنشائي العام والفولاذ الطري. أما E7018 وE7024 فيوفران قوة شد دنيا تبلغ 70,000 رطل لكل بوصة مربعة، وهما مناسبان لتطبيقات الفولاذ الإنشائي عالي المقاومة والتطبيقات التي تتطلب خصائص ميكانيكية أفضل.

يشير الرقم الثالث إلى وضعية اللحام. في التصنيفات الشائعة المكونة من أربعة أرقام، يعني الرقم "1" أنه يمكن استخدام القضيب في جميع الأوضاع، بينما يعني الرقم "2" عادةً اللحام المسطح والأفقي. 

يشير الرقم الأخير إلى نوع التدفق الكهربائي وتوافق التيار. يساعدك هذا على التحقق مما إذا كان القضيب مصممًا للتيار المتردد، أو التيار المستمر ذي القطبية الموجبة، أو التيار المستمر ذي القطبية السالبة، أو أكثر من نوع واحد من التيار. 

بالنسبة لأعمال الإصلاح الميداني والصيانة واللحام الهيكلي، فإن إمكانية العمل في جميع الأوضاع (1) توفر أقصى قدر من المرونة.

نوع التدفق والتوافق مع التيار

يُحدد الرقم الأخير نوع التدفق وتيار اللحام المتوافق. ويُحدد هذا الرقم ما إذا كان القطب يعمل على التيار المتردد (AC)، أو التيار المستمر ذو القطبية الموجبة/العاكسة (DCEP)، أو التيار المستمر ذو القطبية السالبة/المباشرة (DCEN)، أو أنواع متعددة من التيارات. على سبيل المثال، يعمل القطب E6010 على التيار المستمر ذي القطبية الموجبة/العاكسة فقط، بينما يعمل القطب E6011 على كلٍ من التيار المتردد والتيار المستمر ذي القطبية الموجبة/العاكسة، مما يجعله أكثر تنوعًا في ظروف العمل الميدانية التي قد لا يتوفر فيها سوى التيار المتردد.

مثال سريع باستخدام E7018 و E6011

عطل E7018:

• E = قطب اللحام الكهربائي
• 70 = 70,000 رطل لكل بوصة مربعة كحد أدنى لقوة الشد
• 1 = إمكانية اللحام في جميع الأوضاع
• 8 = تدفق هيدروجين منخفض، يعمل بالتيار المتردد أو التيار المستمر ذي القطبية الموجبة

عطل E6011:

• E = قطب اللحام الكهربائي
• 60 = 60,000 رطل لكل بوصة مربعة كحد أدنى لقوة الشد
• 1 = إمكانية اللحام في جميع الأوضاع
• 1 = تدفق عالي السليلوز، اختراق عميق، يعمل على التيار المتردد أو التيار المستمر ذي القطبية الموجبة

يُمكّن نظام الترميز هذا اللحامين من فهم قدرات الأقطاب الكهربائية على الفور دون الرجوع إلى أوراق المواصفات التفصيلية.

ما هي أكثر أنواع أقطاب اللحام بالقضيب شيوعًا؟

تغطي خمسة أقطاب لحام معظم أعمال الإصلاح والتصنيع والإنشاءات: E6010 و E6011 و E6013 و E7018 و E7024. كل منها يتصرف بشكل مختلف، لذا فإن الاختيار الصحيح يعتمد على الاختراق والموقع ومصدر الطاقة ومتطلبات اللحام. 

E6010 للاختراق العميق وعلاج جذور الأسنان 

يتميز لحام E6010 بقوس قوي وعميق الاختراق. يُستخدم غالبًا في لحام جذور الأنابيب، ووصلات الجذور المفتوحة، وأعمال الإصلاح التي تتطلب اختراق القوس للمعدن الأساسي. يعمل هذا اللحام بتيار مستمر موجب القطبية، ويتطلب ماكينة لحام ذات خرج تيار مستمر ثابت وتحكم جيد في القوس. 

E6011 للإصلاح الميداني ومرونة التيار المتردد 

يوفر جهاز E6011 قدرة اختراق عميقة مماثلة، ولكنه يعمل بالتيار المتردد أو التيار المستمر. وهذا يجعله مفيدًا لإصلاحات المزارع، والفولاذ الصدئ، والصيانة الخارجية، والأعمال التي قد يكون مصدر الطاقة فيها قديمًا أو يعتمد على مولد كهربائي. 

E6013 للإصلاحات العامة وسهولة الاستخدام 

يتميز سبيكة E6013 بقوس لحام أكثر سلاسة واختراق متوسط. كما أنها أسهل في التحكم من سبيكتي E6010 وE6011، مما يجعلها مناسبة تمامًا لأعمال التصنيع الخفيفة، والفولاذ الرقيق، والإصلاحات العامة حيث يكون المظهر وسهولة الاستخدام أهم من اللحام العميق. 

E7018 للأعمال الإنشائية والأداء منخفض الهيدروجين 

يُعدّ قطب E7018 قطبًا كهربائيًا منخفض الهيدروجين يُستخدم في لحام الفولاذ الإنشائي، والوصلات المقيدة، والأعمال التي تتطلب مقاومة عالية للتشقق. يُنتج هذا القطب لحامات ناعمة ذات خصائص ميكانيكية جيدة، ولكن يجب الحفاظ على جفاف طبقة الطلاء. بعد الفتح، يُحفظ القطب وفقًا لبياناته الفنية أو مواصفات العمل، وغالبًا ما يُخزن في فرن خاص بالأعمال التي تتطلب استخدام الهيدروجين المنخفض. 

E7024 للترسيب العالي في الأعمال المسطحة والأفقية 

يستخدم سلك اللحام E7024 مسحوق الحديد لتدفق المعدن بسرعة. وهو الأنسب للحامات الكبيرة المسطحة أو الأفقية في عمليات التصنيع. إلا أنه أقل مرونة من أسلاك اللحام متعددة الأوضاع، لذا فهو أقل فائدة في أعمال الإصلاح العامة. 

قطب كهربائي	قوة	مواقف	اختراق	حالياًّ	أفضل التطبيقات
E6010	60 ksi	الكل	التناول العميق	DCEP فقط	جذور الأنابيب، وصلات الجذور المفتوحة
E6011	60 ksi	الكل	التناول العميق	تيار متردد أو تيار مستمر موجب	إصلاح ميداني، فولاذ صدئ
E6013	60 ksi	الكل	معتدل	التيار المتردد، التيار المستمر ذو القطب الموجب، التيار المستمر ذو القطب السالب	إصلاحات عامة، صفائح معدنية
E7018	70 ksi	الكل	الخير	تيار متردد أو تيار مستمر موجب	الفولاذ الإنشائي، العمل الحرج
E7024	70 ksi	مسطح، أفقي	معتدل	تيار متردد أو تيار مستمر موجب	أعمال مسطحة عالية الترسيب

كيف تختار القطب الكهربائي المناسب لهذه المهمة؟

اختر قضيب اللحام المناسب لنوع الفولاذ، وسماكته، وحالة الوصلة، وموضع اللحام، ومصدر الطاقة. قد لا يكون القضيب الذي يعمل بكفاءة على الصفائح المسطحة النظيفة مناسبًا لإصلاح الصدأ في الموقع أو لأعمال الهياكل الرأسية. 

المعدن الأساسي، والسماكة، وحالة الوصلة

يجب اختيار قوة القطب الكهربائي بما يتناسب مع المعدن الأساسي ومتطلبات الوصلة. تغطي أقطاب E6010 وE6011 وE6013 العديد من عمليات إصلاح الفولاذ الطري. أما قطب E7018 فيناسب الفولاذ الإنشائي أو الوصلات المقيدة حيث تُعد مقاومة التشققات أمرًا بالغ الأهمية. 

يحتاج الفولاذ الرقيق عادةً إلى تحكم أسهل واختراق معتدل، مما يشير غالبًا إلى استخدام E6013. أما الفولاذ السميك، أو الجذور المفتوحة، أو الأسطح الصدئة، أو التركيب غير الجيد، فقد يحتاج إلى قوس أعمق من E6010 أو E6011. 

وضعية اللحام وبيئة العمل

استخدم قضبان اللحام متعددة الأوضاع عندما تتطلب المهمة لحامًا رأسيًا أو علويًا. توفر قضبان E6010 وE6011 وE6013 وE7018 مرونة أكبر من قضبان اللحام المسطحة/الأفقية فقط مثل E7024. 

في العمل الخارجي، تُعدّ الأقطاب الكهربائية العصوية مفيدة لأنها لا تعتمد على غاز واقٍ خارجي. مع ذلك، لا يزال من الضروري توفير ظروف عمل آمنة وجافة، بالإضافة إلى تحضير السطح بشكل صحيح. 

توافق مصدر الطاقة قبل شراء قضبان الصيد 

تحقق من التيار والقطبية قبل شراء قضبان الصيد. يحتاج قضيب E6010 إلى تيار مستمر ذي قطبية موجبة (DCEP). أما قضيبا E6011 وE6013 فهما أكثر مرونة لأنهما يعملان على التيار المتردد أو المستمر. غالبًا ما يعمل قضيب E7018 بشكل أفضل على خرج تيار متردد أو مستمر ذي قطبية موجبة (DCEP) مستقر، وذلك حسب نوع القضيب والجهاز. 

ما نوع ماكينة اللحام التي تحتاجها لأنواع مختلفة من أقطاب اللحام؟

يجب أن تتوافق ماكينة اللحام المناسبة مع قضيب اللحام، وليس فقط مع الحد الأقصى لقيمة التيار. تحقق من نوع التيار، والقطبية، والتحكم في القوس، ودورة التشغيل، وأحجام الأقطاب الكهربائية التي تنوي استخدامها. 

خرج تيار مستمر مستقر وتحكم في القطبية

يحتاج كل من E6010 وE7018 إلى خرج مستقر وقطبية صحيحة ليعملا بكفاءة. يتطلب E6010 تيارًا مستمرًا موجب القطبية (DCEP)، بينما يعمل E7018 عادةً على التيار المتردد (AC) أو التيار المستمر موجب القطبية (DCEP). قد يؤدي ضعف استقرار الخرج إلى صعوبة بدء التشغيل، وظهور شرارات كهربائية غير منتظمة، وعدم اتساق الاختراق. 

توفر ماكينات اللحام الحديثة ذات العاكس الكهربائي تيارًا مستمرًا أكثر استقرارًا من ماكينات اللحام القديمة ذات المحولات. في عمليات الإصلاح والصيانة الميدانية أو الاستخدام في الورش، غالبًا ما يكون استقرار التيار الناتج أهم من شدة التيار الإجمالية. 

دعم التشغيل السريع، وتقنية Arc Force، وتقنية منع الالتصاق 

تساعد خاصية البدء السريع على بدء القوس الكهربائي بسلاسة. وتساعد قوة القوس على منع التصاق القطب الكهربائي عند قصر القوس. كما تقلل خاصية منع الالتصاق من التيار عند التصاق القضيب بقطعة العمل. 

تُعد هذه الميزات مفيدة لقضبان مثل E7018 و E6010 لأنها تجعل بدء التشغيل والتحكم في القوس والتعافي من الالتصاق أسهل. 

نطاق شدة التيار، ودورة التشغيل، وملاءمة موقع العمل 

يجب مطابقة نطاق التيار الكهربائي مع حجم القضيب. عادةً ما تعمل الأقطاب الكهربائية الشائعة مقاس 1/8 بوصة بتيار يتراوح بين 70 و125 أمبير، بينما قد تحتاج القضبان الأكبر حجمًا إلى طاقة خرج أعلى بكثير. 

لأعمال الورشة أو الإنشاءات المتكررة، تحقق من دورة التشغيل عند شدة التيار التي تستخدمها فعليًا. أما بالنسبة للإصلاحات الميدانية، فتحقق أيضًا من الوزن، وطاقة الإدخال، وتوافق المولد، وسهولة النقل. 

عند تقييم المعدات من مورد معدات اللحام ، ركز على قضبان اللحام والمشاريع التي تقوم بها فعلياً. يُعد استقرار خرج الطاقة، وميزات التحكم في القوس، ودورة التشغيل أكثر فائدة من الحد الأقصى للتيار وحده.

ما المشاكل التي قد يسببها استخدام قطب كهربائي خاطئ أو إعداد خاطئ للجهاز؟

غالباً ما تظهر مشاكل اللحام الناتجة عن استخدام قضيب أو إعداد غير مناسب للجهاز على شكل صعوبة في بدء التشغيل، أو التصاق، أو مسامية، أو تناثر، أو تشقق، أو قوس كهربائي غير مستقر. قبل إلقاء اللوم على أسلوب اللحام، تحقق من نوع القضيب، والقطبية، وشدة التيار، وحالة القطب الكهربائي، ومخرجات الجهاز. 

بدء التشغيل، والتوقف، وسلوك القوس غير المستقر

غالباً ما تنشأ صعوبة بدء التشغيل من انخفاض شدة التيار، أو ضعف بدء التشغيل الساخن، أو ضعف التأريض، أو استخدام قضيب توصيل غير متوافق مع الجهاز. ويُعدّ محرك E7018 حساساً بشكل خاص لضعف دعم بدء التشغيل. 

عادةً ما يشير التصاق القطب الكهربائي إلى انخفاض شدة التيار، أو ضعف قوة القوس الكهربائي، أو استخدام قطبية خاطئة. يُعدّ عدم توافق قطبية E6010 مع التيار المتردد من المشاكل الشائعة، لأن قطبية E6010 تتطلب استخدام التيار المستمر ذي القطبية الموجبة. 

يمكن أن ينتج القوس الكهربائي غير المنتظم عن قطبية خاطئة، أو معدن أساسي متسخ، أو أقطاب كهربائية متضررة من الرطوبة، أو أسلاك وملاقط مهترئة. 

مخاطر المسامية والتناثر والتشقق

غالباً ما تشير المسامية إلى الرطوبة أو التلوث أو طول القوس الكهربائي أو القطبية الخاطئة. 

قد ينتج التناثر المفرط عن شدة التيار العالية، أو القطبية الخاطئة، أو المعدن الأساسي المتسخ. 

يزداد خطر التصدع عندما لا يتطابق القضيب مع المادة، خاصة في الوصلات المقيدة، أو الفولاذ عالي الكربون، أو الأعمال الحرجة التي تتطلب أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين. 

خاتمة

يبدأ اختيار قطب اللحام المناسب بتحديد طبيعة العمل. يُعدّ قطبا E6010 وE6011 أفضل للاختراق العميق، ولحام الطبقات الجذرية، وإصلاح الفولاذ غير المثالي. أما قطب E6013 فهو أسهل في الاستخدام للإصلاحات العامة والمواد الرقيقة. بينما يُعدّ قطب E7018 الخيار الأمثل عندما تكون كفاءة اللحام منخفضة الهيدروجين، ومقاومة التشققات، والقوة الهيكلية عوامل مهمة. 

لا يمثل قضيب اللحام سوى نصف القرار. فقد يؤدي استخدام قضيب لحام ضعيف أو غير متوافق إلى تحويل القطب المناسب إلى صعوبات في بدء اللحام، والتصاق، وأقواس غير مستقرة، واختراق ضعيف. قبل اختيار المعدات، تحقق من خيارات القطبية، وثبات خرج التيار المستمر، وإمكانية بدء التشغيل السريع، وقوة القوس، ودورة التشغيل، وأحجام الأقطاب التي تنوي استخدامها. 

بالنسبة للمتاجر وفرق الصيانة والموزعين، توفر لكم مجموعة ماكينات اللحام بالقضيب من YesWelder طريقة عملية لمطابقة الماكينات مع استخدامات الأقطاب الكهربائية الفعلية، بدءًا من أعمال الصيانة المتنقلة وصولًا إلى صيانة المتاجر وإعادة البيع للمبتدئين. قارنوا بين الطرازات من حيث توافق القضبان، وثبات خرج الطاقة، وميزات التحكم في القوس، ودورة التشغيل، ثم اختاروا الإعداد الذي يناسب الأقطاب الكهربائية التي يحتاجها المستخدمون لديكم فعليًا.

الأسئلة الشائعة