حاسبة التجهيز: الزاوية والخلوص والعتبة ومساحة المقطع
أي تجهيز يناسب السُّمك والطريقة: الزاوية وخلوص الجذر ووجه الجذر — ومساحة المعدن التي يتطلّبها كلٌّ منها.
لماذا يهمّ هذا الحقل أكثر ممّا يبدو
التجهيز يقرّر كمّية المعدن المترسّب، ومعها الزمن والتكلفة والتشوّه. زاوية 60 درجة بدل 45 تزيد المقطع بنحو الثلث. ولهذا يكون التوفير الحقيقي هنا لا في سعر مادة الحشو.
| السُّمك s، mm | التجهيز | الزاوية α | العتبة c، mm | الخلوص b، mm | متى |
|---|---|---|---|---|---|
| ≤ 3 … 4 | I — بلا تشطيب | — | — | 0–3 | معدن رقيق: الخلوص نفسه يعطي الاختراق |
| 3 … 12 | V من جهة واحدة | 50–70° | 1–2 | 1–4 | الخيار الأساسي عند إمكان الوصول من جهة واحدة |
| 12 … 40 | X من الجهتين | 50–60° | 1–3 | 1–3 | وصول من الجهتين: نصف كمية معدن اللحام مقارنة بـ V |
| > 30 | U من جهة واحدة | 8–12° | 1–3 | 1–3 | سُمك كبير ووصول من جهة واحدة؛ يتطلّب تشغيلًا آليًا |
| > 40 | 2U من الجهتين | 8–12° | 1–3 | 1–3 | سُمك كبير جدًّا ووصول من الجهتين |
| 5 … 20 | ½V (تشطيب من جهة) | 45–55° | 1–3 | 1–3 | وصلة على شكل T باختراق كامل |
| > 15 | K من الجهتين | 45–55° | 1–3 | 1–3 | وصلة T باختراق كامل ووصول من الجهتين |
| — | لحام زاوية بلا تشطيب | — | — | 0–2 | حين لا يُطلب اختراق كامل |
حدود الأرقام
القيم استرشادية من جداول المواصفة المعتادة. أمّا النهائية فتقف في مواصفة إجراء اللحام: هي التي تحسب درجة الفولاذ والوضع وما يُطلب من الجذر — سند خلفي أم لحام من الجهة الأخرى بعد التخديد.
كيف تختار الحاسبة التجهيز
تطبّق قواعد الجدول بترتيب ثابت، وأوّل قاعدة تنطبق هي التي تقرّر:
- بلا تجهيز (I) حتى 3 mm مع MMA وTIG، وحتى 4 mm مع MAG. والخلوص 0–2 mm حتى سُمك 2 mm، وفوقه 1–3 mm.
- V من جهة واحدة حتى 12 mm أيًّا كان الوصول، وحتى 30 mm إذا كان الوصول من جهة واحدة فقط. والزاوية حسب العملية: 60° مع MMA، ومن 50 إلى 60° مع MAG، ومن 60 إلى 70° مع TIG. والخلوص 2–4 mm مع MMA وTIG، و1–3 mm مع MAG. والعتبة 1–2 mm.
- U من جهة واحدة فوق 30 mm عند الوصول من جهة واحدة: من 8 إلى 12° لكلّ جانب، والخلوص والعتبة 1–3 mm.
- X من الجهتين من 12 إلى 40 mm عند الوصول من الجهتين: 60°، ومع MAG من 50 إلى 60°؛ والخلوص والعتبة 1–3 mm.
- 2U من الجهتين فوق 40 mm عند الوصول من الجهتين.
والعملية تغيّر النتيجة لأنّ الأقواس تنفذ بأعماق مختلفة: MAG يكتفي بانفتاح أضيق وخلوص أصغر، وTIG يحتاج مكانًا لسلك الحشو الذي يُغذّى باليد، وMMA يحتاج مكانًا للقطب مع غلافه.
كيف تُحسب مساحة مقطع التجهيز وكتلة معدن اللحام
المقطع هو مثلّث الشطبة مع شريط الخلوص، ويُضاف إليه عُشرٌ لتحدّب الوجه والجذر:
- V:
A = [(s − c)² · tan(α/2) + b · s] · 1.10 - X:
A = [2 · ((s − c)/2)² · tan(α/2) + b · s] · 1.10 - I:
A = b · s · 1.10
وحيث يعطي الجدول مدى تأخذ الحاسبة منتصفه: 50–60° تصبح 55°، والخلوص 1–3 mm يصبح 2 mm، والعتبة 1–2 mm تصبح 1.5 mm. ولا تُعرض مساحة لتجهيز U: مقطعه ليس مثلّثًا، ومعادلة V كانت ستبالغ فيه كثيرًا.
وكتلة معدن اللحام لكلّ متر تأتي من هنا مباشرة: المساحة بالـمم² مضروبة في 0.00785 تعطي كيلوغرامات الفولاذ لكلّ متر (الكثافة 7.85 غ/سم³). واستهلاك مادة الحشو أكبر — فالرذاذ وبقايا الأقطاب والخبث تضيفها حاسبة استهلاك الأقطاب.
أمثلة محسوبة
| السُّمك والعملية والوصول | التجهيز | α | b، مم | c، مم | المقطع، مم² | معدن اللحام، كغ/م |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 mm، MAG، جهة واحدة | V | 50–60° | 1–3 | 1–2 | 25 | 0.19 |
| 10 mm، MAG، جهة واحدة | V | 50–60° | 1–3 | 1–2 | 63 | 0.50 |
| 10 mm، MMA، جهة واحدة | V | 60° | 2–4 | 1–2 | 79 | 0.62 |
| 12 mm، MAG، جهة واحدة | V | 50–60° | 1–3 | 1–2 | 90 | 0.70 |
| 20 mm، MAG، جهة واحدة | V | 50–60° | 1–3 | 1–2 | 240 | 1.88 |
| 20 mm، MAG، الجهتان | X | 50–60° | 1–3 | 1–3 | 137 | 1.07 |
| 30 mm، MAG، جهة واحدة | V | 50–60° | 1–3 | 1–2 | 531 | 4.17 |
| 30 mm، MAG، الجهتان | X | 50–60° | 1–3 | 1–3 | 290 | 2.28 |
| 35 mm، MAG، جهة واحدة | U | 8–12° | 1–3 | 1–3 | — | — |
الحالة الافتراضية، 12 mm بـMAG من جهة واحدة، محسوبة باليد: (12 − 1.5)² × tan 27.5° = 110.25 × 0.521 ≈ 57.4 mm² للشطبة، يُضاف إليها 2 × 12 = 24 mm² للخلوص، فالمجموع 81.4، ومضروبًا في 1.10 يصبح نحو 90 mm²، أي 0.70 kg من معدن اللحام لكلّ متر.
60° أم 50° أم 45° في لوح 20 mm
تجهيز V نفسه، والخلوص 2 mm، والعتبة 1.5 mm، والزاوية وحدها تتغيّر: 60° تعطي نحو 261 mm² (2.05 kg/م)، و50° نحو 220 mm² (1.72 kg/م)، و45° نحو 200 mm² (1.57 kg/م). الانتقال من 60° إلى 50° يوفّر قرابة سُدس معدن اللحام والغاز وزمن القوس. وما هو أضيق لا يجدي إلّا ما دامت الشُّعلة أو القطب تبلغ قاع التجهيز بالزاوية الصحيحة — وإلّا صار التوفير عدم انصهار على الجانب.
كم يكلّف مليمتر إضافي من الخلوص
كلّ مليمتر من الخلوص يضيف b × s × 1.10، أي 1.1 mm² لكلّ مليمتر من السُّمك. في لوح 12 mm هذا نحو 13 mm²، قرابة 15 % من التجهيز كلّه؛ وفي 20 mm 22 mm². الخلوص الذي ينفتح عند التثبيت يكلّف معدن لحام على الطول كلّه، والذي ينغلق يكلّف الاختراق — انظر عدم اختراق الجذر.
ضعف السُّمك، وقرابة أربعة أضعاف المعدن
جزء الشطبة يكبر مع مربّع السُّمك. تجهيز V بـMAG على 10 mm يحتاج نحو 63 mm²، وعلى 20 mm 240 mm² — قرابة أربعة أضعاف. لذلك تنتقل الحاسبة إلى X متى سمح الوصول من الجهتين: عند 30 mm يحتاج X إلى 290 mm² مقابل 531 لـV.
أيّ طرف من المدى تأخذ
تعرض الحاسبة مديات وتحسب بمنتصفها، أمّا قيمة وصلة بعينها فتُكتب في مواصفة إجراء اللحام. وقاعدةً عملية: الطرف الضيّق للزاوية يناسب MAG في الوضع الأفقي مع وصول جيّد، والطرف الواسع يناسب MMA والأوضاع الصعبة والأقطاب السميكة. والخلوص الأكبر يعين الجذر على الاختراق حين تكون العتبة عند حدّها الأعلى، والأصغر أأمن مع عتبة رقيقة حيث يُخشى ثقب الاحتراق. وكيف تُقطع الحافة وتُنظَّف وتُثبَّت لتتحقّق هذه الأبعاد تشرحه صفحة تجهيز الحواف للحام.
أسئلة متكرّرة
متى يكفي اللحام دون تجهيز؟
حتى نحو 3 mm بالقوس اليدوي وحتى 4–5 mm بالنصف الآلي، مع خلوص جذر مناسب. فوق ذلك لا يصل القوس إلى القاع فيبقى الجذر غير نافذ — والخلوص وحده لا يعوّض غياب الزاوية.
لماذا V مزدوج بدل V مفرد؟
يوفّر نحو نصف المعدن المترسّب ويخفض الانكماش الزاوي إلى النصف، لأن اللحام يجري على الجهتين بالتناوب. الثمن أن القطعة يجب أن تُقلب — وهو غير ممكن دائمًا في الموقع.
ومتى U بدل V؟
في الأسماك الكبيرة، من نحو 20 mm فأعلى: تجهيز U يزيل معدنًا أقلّ بكثير من V عند العمق نفسه، فيوفّر مادة حشو وزمنًا. لكنه يحتاج تشغيلًا آليًّا للحافّة، ولا يُقطع بالمشعل.
كم من معدن اللحام لكلّ متر يحتاج لحام V في لوح 10 mm؟
مع MAG (من 50 إلى 60°، خلوص 1–3 mm، عتبة 1–2 mm) تعطي الحاسبة نحو 63 mm²، أي 0.50 kg من معدن اللحام لكلّ متر. ومع MMA (60°، خلوص 2–4 mm) 79 mm² و0.62 kg. ومادة الحشو المشتراة أكثر من ذلك بسبب الرذاذ وبقايا الأقطاب والخبث.
كيف تُحسب مساحة مقطع التجهيز؟
لتجهيز V: A = [(s − c)² · tan(α/2) + b · s] · 1.10، بمنتصف كلّ مدى من الجدول؛ والمعامل 1.10 يغطّي تحدّب الوجه والجذر. وفي X يتوزّع المثلّث على نصفي السُّمك. والمساحة بالـمم² مضروبة في 0.00785 تعطي كيلوغرامات معدن اللحام لكلّ متر.
لماذا لا تُعرض مساحة لتجهيز U؟
لأنّ مقطعه شقّ ضيّق بقاع مستدير لا مثلّث. ومعادلة V كانت ستبالغ فيه كثيرًا، والرقم الخاطئ أسوأ من لا رقم. تجهيزات U تُشغَّل آليًا، ومساحتها تؤخذ من رسم التجهيز.
آخر تحديث: