لحام الأنابيب النحاسية

    (الشكل 1 لحام أنابيب فرع النحاس)

1. ما هو أنبوب فرع النحاس؟

أنبوب النحاس الفرعي هو نوع من مكونات الأنابيب التي توجد غالبًا في أنظمة تكييف الهواء والتبريد. وهو يخدم غرض توجيه السوائل إلى مناطق أو تركيبات داخل النظام. وعادةً ما تكون هذه الأنابيب مصنوعة من النحاس، المعروف بموصليته وخصائصه الحرارية ومقاومته للتآكل.

تتضمن السمات الرئيسية لأنابيب النحاس الفرعية تصميم مدخلها ومخرجاتها المتعددة مما يسمح بتوزيع السوائل في أجزاء مختلفة من النظام. تُستخدم عادةً في أنظمة VRV لتكييف الهواء المركزي وخطوط أنابيب التبريد وإعدادات توزيع السوائل المختلفة.

تتوفر أنابيب النحاس الفرعية بأحجام وتكوينات تناسب احتياجات أنظمة الأنابيب. ويُفضل استخدام النحاس في هذه الأنابيب نظرًا لطبيعته وقوة التوصيل الحراري في درجات الحرارة المنخفضة وسهولة المعالجة والتوصيل. وتجعل هذه الصفات أنابيب النحاس الفرعية مناسبة للتطبيقات، مثل خطوط مياه الصنبور وأنظمة التدفئة ومنشآت التبريد.

2. ما هو لحام الأنابيب الفرعية النحاسية؟

لحام الأنابيب النحاسية الفرعية هو تقنية تستخدم لتوصيل الأنابيب النحاسية عن طريق صهر المعدن في المفصل. هذه الطريقة مفضلة لمتانتها وقوتها مما يجعلها مناسبة لأنظمة السباكة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء. يتطلب الحشو المعدني عادةً نقطة انصهار أعلى من 840 درجة فهرنهايت (450 درجة مئوية) من اللحام باللحام.

3. لماذا يفضل الناس اللحام بدلاً من اللحام التقليدي لأنابيب النحاس؟ وما الذي يميزها عن غيرها؟

(الشكل 2 لحام أنبوب نحاسي)

غالبًا ما يتم اختيار اللحام بدلاً من اللحام التقليدي، بالنسبة لأنابيب النحاس بسبب بعض الاختلافات التي تميز بينهما. أحد العوامل الرئيسية هو قوة ومتانة الوصلات الملحومة مقارنة بالوصلات الملحومة. يتضمن اللحام استخدام معدن حشو بنقطة انصهار أعلى من 840 درجة فهرنهايت عند اللحام. تؤدي نقطة الانصهار الأعلى هذه إلى تكوين رابطة يمكنها تحمل درجات الحرارة والضغوط مما يجعلها مناسبة للتطبيقات حيث تكون القوة والموثوقية ضرورية.

عندما يتعلق الأمر بعملية اللحام، فإن اللحام يتطلب درجات حرارة لإذابة المعدن الحشوي مما يعزز قوة الرابطة ويزيد من المتانة. وعلى العكس من ذلك، فإن اللحام يذيب المعدن الحشوي عند درجات حرارة أقل من 840 درجة فهرنهايت. قد لا توفر نقطة الانصهار المنخفضة في اللحام مستوى القوة والمتانة مثل اللحام في المواقف التي تحتاج فيها المفاصل إلى تحمل ظروف الضغط ودرجات الحرارة المرتفعة.

علاوة على ذلك، يستخدم اللحام باللحام في صناعات مثل السباكة وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وتطبيقات السيارات حيث تواجه الوصلات ظروف تشغيل صعبة. إن قدرة الوصلات الملحومة على تحمل هذه البيئات الصعبة تجعلها خيارًا مفضلًا على الوصلات الملحومة، في السيناريوهات.

في السيناريوهات التي يكون فيها اللحام ضروريًا لسلامة المفاصل، يكون اللحام هو التقنية المفضلة لتوصيل أنابيب النحاس بسبب قوتها الاستثنائية ومتانتها ومقاومتها لدرجات الحرارة والضغوط الشديدة.

4. ما هي المواد اللازمة لعملية لحام الأنابيب النحاسية؟

عندما يتعلق الأمر بلحام الأنابيب النحاسية، فستحتاج إلى أنابيب نحاسية نفسها ومعادن لحام تحتوي عادةً على الفضة أو الفوسفور لتنظيف وتجهيز المفصل ومصدر حرارة مثل شعلة الأكسجين والأسيتيلين، بالإضافة إلى معدات السلامة مثل القفازات والنظارات الواقية. كما تعد أدوات التحضير المناسبة مثل الفرش السلكية وقواطع الأنابيب ضرورية أيضًا.

تتضمن عملية تحضير الأنابيب النحاسية للحام تنظيف أطراف الأنابيب والتجهيزات لإزالة أي أكسدة أو أوساخ أو شحوم. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام فرشاة سلكية أو ورق صنفرة. يساعد وضع مادة الصهر على الأسطح المنظفة على منع الأكسدة أثناء التسخين ويضمن تدفق المعدن الحشو إلى المفصل.

يلعب التدفق دورًا في اللحام عن طريق وضعه على أسطح الأنابيب النحاسية قبل بدء العملية. فهو يساعد في إزالة الأكاسيد ومنع الأكسدة أثناء التسخين.

لضمان وجود سطح للمعدن الحشوي للالتصاق به وإنشاء اتصال خالٍ من التسرب.

5. ما هو نوع المعدن الحشو المستخدم في لحام النحاس؟

تتضمن الخيارات الشائعة لمعادن حشو اللحام النحاسي السبائك التي تحتوي على الفضة والفوسفور والنحاس. تُفضَّل السبائك القائمة على الفضة لخصائص تدفقها ومفاصلها القوية. تُستخدم أيضًا سبائك النحاس الفوسفورية عند توصيل أنابيب النحاس دون الحاجة إلى تدفق. يرتبط ما إذا كانت هناك حاجة إلى تدفق بما إذا كانت هناك طبقة أكسيد على السطح وما إذا كانت هناك حاجة إلى تدفق لزيادة السيولة، ولا علاقة لها بمادة التدفق نفسها.

تتمثل ميزة التطبيق واسع النطاق للحام النحاسي الفسفوري في انخفاض التكلفة، ولكن بالمقارنة مع اللحام القائم على الفضة، فإن سيولته منخفضة ويتطلب التحكم في درجة الحرارة بشكل أكثر دقة، ولكن يمكن تحقيق ذلك بسهولة.

6. كيف يتم تطبيق الحرارة أثناء عملية اللحام؟

(الشكل 3- تطبيقات لحام النحاس)

يتم توزيع الحرارة باستخدام شعلة، وهي شعلة أكسي أسيتيلين تولد درجات حرارة عالية للحام. من الضروري توزيع الحرارة حول المفصل لضمان ذوبان موحد وتدفق المعدن الحشو إلى المفصل. يجب تجنب ارتفاع درجة الحرارة لأنها يمكن أن تلحق الضرر بالأنابيب.

7. ما هي تدابير السلامة التي يجب مراعاتها أثناء اللحام؟

تتضمن احتياطات السلامة ارتداء معدات مثل القفازات والنظارات الواقية والملابس ذات الأكمام للحماية من الحروق والشرر. يجب الحفاظ على التهوية الكافية لمنع استنشاق الأبخرة مع الاحتفاظ بطفاية حريق قريبة كإجراء احترازي. بالإضافة إلى ذلك، فإن العمل في بيئة مليئة بالعوائق أمر بالغ الأهمية لمنع وقوع الحوادث.

8. هل من الممكن لحام الأنابيب النحاسية دون استخدام المواد المضافة؟

عند لحام أنابيب النحاس باستخدام معادن حشو النحاس الفوسفوري، يمكن توصيلها بدون تدفق. من الأفضل عادةً استخدام تدفق للحصول على وصلة وقوة التصاق أقوى لمعادن الحشو، خاصةً عندما

تتعلق الحاجة إلى التدفق بما إذا كانت هناك طبقة أكسيد على السطح وما إذا كانت هناك حاجة إلى التدفق لزيادة السيولة، ولا علاقة لها بمادة التدفق نفسها.

العمل مع معادن مختلفة أو أقل من الظروف المثالية.

9. ما هي المشكلات الشائعة واحتياطات السلامة التي نواجهها أثناء لحام الأنابيب النحاسية؟

تتضمن التحديات الشائعة أثناء لحام الأنابيب النحاسية التحضير والتسخين غير السليم والحرارة الزائدة وتطبيق التدفق غير الصحيح. قد تؤدي هذه المشكلات إلى حدوث وصلات أو تسربات أو تلف الأنابيب. يمكن أن يساعد الالتزام بالتقنيات وإجراءات التحضير في منع هذه المشكلات.

إن إعطاء الأولوية للسلامة أمر ضروري عند لحام الأنابيب النحاسية. كما أن اتباع بروتوكولات السلامة لتجنب الحوادث والإصابات أمر بالغ الأهمية. إن ارتداء معدات مثل القفازات الحرارية ونظارات السلامة والمئزر المقاوم للحريق أمر حيوي للحماية من الحروق وإصابات العين والتعرض للأبخرة.

إن ضمان التهوية في مكان العمل يساعد على تقليل استنشاق أبخرة اللحام. كما يُنصح أيضًا بإبقاء مطفأة حريق قريبة كإجراء في حالة الطوارئ. كما أن التعامل مع المواد بعناية باستخدام أدوات مثل الملقط أو الكماشة عند العمل بالأنابيب وقضبان اللحام يقلل من خطر الحروق أو الحوادث.

من خلال إعطاء الأولوية لتدابير السلامة واتباع بروتوكولات السلامة الموصى بها، يمكن للمحترفين إنشاء بيئة عمل مناسبة للقيام بمهام اللحام.

10. كيف يمكنك التحقق من قوة المفصل الملحوم؟

(الشكل 4 قوة الوصلة الملحومة)

لتحديد قوة الوصلة الملحومة يمكن استخدام طرق مختلفة، ولكل منها فوائدها واستخداماتها العملية؛

طرق الاختبار التي تنطوي على الضرر

1. اختبار الشد والقص.

تقيس هذه التقييمات مدى قدرة المفصل على تحمل قوى السحب أو الانزلاق. وعادة ما يتم إجراؤها أثناء مرحلة الاختبار وليس لمكونات الإنتاج. وعادة ما تتراوح قوة سبائك اللحام الفضية من 40000 إلى 70000 رطل لكل بوصة مربعة بينما غالبًا ما تنكسر المفاصل التي تستخدم سبائك أساسها النحاس داخل المعدن الأساسي نفسه عند قوة النحاس المخففة.

2. اختبار التعب: يفحص هذا النهج مدى قدرة المفصل على تحمل التحميل المتكرر بمرور الوقت، وهو أمر بالغ الأهمية للأجزاء التي تتعرض للإجهاد.

3. اختبار التأثير: وهو اختبار يقيم مدى قدرة المفصل على امتصاص الطاقة وقدرته على تحمل الأحمال دون أن ينكسر.

4. اختبار الالتواء. ذو قيمة خاصة لتقييم المفاصل في مكونات الإنتاج مثل المسامير أو البراغي لمعرفة مدى تعاملها مع قوى الالتواء.

اختبار عدم التسبب في ضرر

1. الفحص البصري: فحص المفصل بحثًا عن أي عيوب مثل جيوب الهواء أو الشقوق أو الشرائح ذات الحجم غير المناسب.

2. التفتيش بالموجات فوق الصوتية: تستخدم هذه التقنية الموجات لتحديد العيوب داخل الهيكل.

يتم مراقبة قوة الصدى في نقطة اللحام لتحديد الجودة؛ فالوصلة المصنوعة ستؤدي إلى انعكاس دقيق بينما الوصلة المعيبة ذات الفجوات ستظهر انعكاسًا أكثر وضوحًا.

يتضمن اختبار التسرب التحقق من سلامة المفصل عن طريق تطبيق الضغط أو استخدام اختبارات الفقاعات للكشف عن أي تسرب.

يقوم اختبار التقشير بتقييم المفاصل المتداخلة من خلال تطبيق القوة لفصل أحد المكونات عن الآخر مما يكشف عن جودة الروابط.

يتضمن الفحص المعدني التحليل لتقييم الجودة، بما في ذلك المسامية وتوزيع المعادن الحشوية.

11. هل من الممكن لحام الأنابيب النحاسية في البيئة؟

من الأفضل أن يتم اللحام في بيئة تضمن التصاق المعدن الحشوي بشكل جيد. يمكن أن تتسبب الرطوبة في تعطيل عملية اللحام مما يؤدي إلى حدوث وصلات. إذا لم يكن من الممكن تجنب اللحام في بيئة معينة، فتأكد من تجفيف الأنابيب وتسخينها مسبقًا قبل وضع المعدن الحشوي.

12. كيف يؤثر اللحام على خصائص الأنابيب النحاسية؟

(الشكل 5 تأثير اللحام على أنابيب النحاس)

قد يؤدي اللحام إلى حدوث تغييرات في خصائص الأنابيب النحاسية حول المفصل الذي يتم تطبيق الحرارة عليه. ومع ذلك، عند القيام بذلك بشكل صحيح، تكون هذه التغييرات ضئيلة. يتم الحفاظ على القوة الكلية والمتانة للأنابيب. يعد التبريد والتعامل المناسبين بعد اللحام أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة الأنابيب.

من أجل منع الأكسدة الداخلية لأنبوب الفرع، يلزم إدخال النيتروجين أثناء اللحام. وذلك لأنه في حالة وجود أكاسيد عند مرور المبرد عبر الجزء الداخلي من الأنبوب، فسوف يتسبب ذلك في تلف الضاغط، وهي مشكلة جودة خطيرة للغاية.

13. ما هي الفوائد التي تأتي من استخدام المعادن الحشو القائمة على الفضة في اللحام؟

توفر معادن الحشو القائمة على الفضة خصائص تدفق ممتازة، وتخلق وصلات وتوفر مقاومة للتآكل. وهي متعددة الاستخدامات. ويمكن استخدامها لربط المعادن مما يجعلها مناسبة تمامًا لأنظمة السباكة المعقدة وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. وفي حين أن السبائك القائمة على الفضة قد تكون أكثر تكلفة، فإن أدائها المتفوق يبرر تكلفتها.

14. كيف يجب عليك صيانة معدات اللحام؟

للحفاظ على معدات اللحام في حالة جيدة، من الضروري إجراء التنظيف والفحص المنتظمين للمشعل والخراطيم والمنظمات. من المهم التأكد من أن طرف الشعلة خالٍ من أي حطام وأن الخراطيم خالية من التلف أو التسريبات. التخزين السليم للمعادن الحشوية والتدفق أمر بالغ الأهمية أيضًا لمنع التلوث والحفاظ على الأداء.

15. ما هي المزايا التي تتمتع بها عملية لحام الأنابيب النحاسية مقارنة بعملية اللحام التقليدية؟

(الشكل 6 مزايا لحام الأنابيب النحاسية)

يوفر لحام الأنابيب النحاسية مزايا مقارنة باللحام باللحام العادي مما يجعله الطريقة المفضلة في التطبيقات. تتضمن بعض المزايا الرئيسية ما يلي؛

المفاصل؛ يؤدي اللحام إلى الحصول على وصلات أكثر متانة مقارنة باللحام العادي بسبب درجات الحرارة الأعلى المشاركة مما يؤدي إلى رابطة أكثر متانة مناسبة للأنظمة التي تتعرض لضغط أو إجهاد مرتفع.

مقاومة درجات الحرارة؛ يمكن للمفاصل الملحومة أن تتحمل درجات الحرارة أكثر من المفاصل الملحومة.

يعد استخدام اللحام خيارًا في الحالات التي تتعرض فيها الأنابيب لدرجات حرارة عالية كما هو الحال في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

يعتبر اللحام فعالاً بشكل خاص لربط أنواع المعادن مما يؤدي إلى إنشاء روابط قوية لا يمكن تحقيقها عن طريق اللحام.

إن المفاصل القوية التي تم تشكيلها من خلال اللحام أقل عرضة للتعرض للتسرب، وهو أمر بالغ الأهمية في أنظمة السباكة وتكييف الهواء حيث يكون منع التسرب أمرًا ضروريًا.

تتميز الوصلات الملحومة بمتانتها. فهي تتحمل الضغط بشكل أفضل من الوصلات الملحومة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتضمن اهتزازات أو حركة.

غالبًا ما يتضمن اللحام استخدام معادن حشو توفر مقاومة للتآكل مقارنة بتلك المستخدمة في اللحام مما يطيل عمر المفاصل في البيئات القاسية.

يمكن الحصول على وصلات أنظف عادةً من خلال اللحام حيث ينتج عنه بقايا مقارنة باللحام بسبب درجات الحرارة التي تحرق الشوائب للحصول على تشطيب أكثر أناقة.

إن قوة ومتانة المفاصل الملحومة تقلل من فرص الفشل بمرور الوقت مما يضمن الموثوقية في الأنظمة حيث يمكن أن يؤدي فشل المفصل إلى عواقب وخيمة.

التنوع؛

يقدم اللحام مجموعة من التطبيقات لأنه يمكنه ربط المعادن وتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.

يؤدي اختيار اللحام بدلاً من اللحام باللحام إلى الحصول على وصلات أقوى وأكثر متانة ومقاومة للتسرب، مما يجعله الطريقة المفضلة للعديد من مهام السباكة وتكييف الهواء.

16. هل يمكن لحام الأنابيب النحاسية في الفراغات؟ ما مدى أهمية التهوية أثناء لحام الأنابيب النحاسية؟

إن لحام الأنابيب النحاسية في المناطق الضيقة يأتي مع مجموعة من التحديات. ويمكن القيام بذلك بنجاح باستخدام التقنيات والأدوات. عند العمل في أماكن مثل الشقوق أو الزوايا، فإن استخدام المعدات أمر بالغ الأهمية لتبسيط عملية اللحام. يضمن استخدام طرف الشعلة التحكم في الحرارة لتسخين المفصل دون الإضرار بالمكونات. بالإضافة إلى ذلك، تساعد قضبان اللحام بزاوية على المناورة عبر الزوايا والأركان مما يسمح للمعدن الحشو بالتدفق بسلاسة إلى المفصل. من خلال التكيف مع القيود واستخدام التقنيات، مثل حركات اليد ووضع الشعلة الاستراتيجي، يمكن إجراء اللحام في الأماكن الضيقة بدقة وكفاءة مما يؤدي إلى مفاصل تلبي معايير الجودة العالية.