طريقة لحام البلاستيك

طريقة لحام البلاستيك


طريقة لحام الاحتكاك

كيف يتم لحام البلاستيك بالاحتكاك؟

لحام الاحتكاك (بالإنجليزية: Friction Welding)، ظهرت هذه الطريقة منذ أكثر من 100 عام، وتعد من الطرق التي لا تتطلب طاقة هائلة على عكس اللحام بالانصهار الذي يحتاج طاقة هائلة لتذويب المواد، وتتم هذه الطريقة بخطوات سهلة إلا أنّها تتطلب أجهزة خاصة لتطبيقها بالشكل الصحيح، وتنقسم طرقة اللحام بالاحتكاك إلى 3 أقسام تِبعًا لطبيعة حركة القطع المراد لحامها، وهي: لحام دورانيّ، لحام خطّيّ، لحام مداريّ، وفيما يأتي طريقة لحام البلاستيك بالاحتكاك:[١]


  1. ضع القطعتين المراد لحامهما بحالتهما الصلبة حيث يكونا في وضع تلامس.
  2. طبّق ضغط على القطعتين بحيث يسمح بحركة أحداهما أو كلتاهما.
  3. سينشأ طاقة حرارية كبيرة نتيجة احتكاك القطعتين.
  4. ترتبط القطعتان وتنخلط مكوناتهما وتصبحان قطعة واحدة.
  5. تتم العملية كاملة بثوانٍ قليلة.


طريقة اللحام الاحتكاكي من الطرق التي تتم بسرعة وسهولة ولا تتطلب سوى جعل القطع المراد لحامها تلامس بعضها وتحتك ببعضها بسرعة كبيرة حتى تولدّ قوى الاحتكاك حرارة تجعلهما تسخنان وتلتحمان، وتتم باستخدام أجهزة خاصة.


طريقة اللحام عالي التردد

ما الاسماء الأخرى لعملية اللحام عالي التردد؟

طريقة اللحام عالي التردد (بالإنجليزية: High-frequency Welding)، يطلق عليها أيضًا اسم اللحام الراديوي أو اللحام بالعزل الكهربائي، تتم من خلال استخدام تردد عالٍ يتراوح بين (13-100 ميجاهيرتز)[٢]، وتتم هذه العلمية باستخدام مكبس لحام سهل الاستخدام كالموجود في المتاجر للتغليف، تتطلب هذه الطريقة القيام بالخطوات الآتية:[٢]


  1. ضع المادة المراد لحامها بين صفيحتين معدنيتين.
  2. تكون إحدى الصفيحتين متحركة والأخرى ثابته، اضغط المتحركة باتجاه الثابتة والمادة بينهما.
  3. تعمل الخطوة السابقة على إغلاق الدارة الكهربائية وبدء حركة جزيئات المادة الناتجة من وجود تردد عالٍ.
  4. تؤدي حركة الجزيئات إلى ارتفاع درجة الحرارة وذوبان البلاستيك.
  5. برّد البلاستيك ولاحظ كيف أصبح وحدة واحدة.


طريقة اللحام الراديوي تعتمد على تولّيد حرارة تعمل على تنشيط وتسهيل اللحام ناتجة من التردد العالي داخل مكبس اللحام، يمكن لأي شخص تطبيقها بسهولة ودارجة في عمليات التغليف بشكل كبير.


طريقة اللحام بالغاز الساخن

ما الغازات المستخدمة بعملية اللحام بالغاز الساخن؟

طريقة اللحام بالغاز الساخن (بالإنجليزية: Hot Gas Welding)، بدأ العمل بهذه الطريقة عام 1940م، تتطلب هذه الطريقة وجود عامل محترف مدرَّب للقيام بها على أكمل وجه ليكون اللحام بالجودة المطلوبة، يستخدم فيها الغازات مثل: الهواء، ثاني أكسيد الكربون، النيتروجين وغيرها[٣]، ومن عيوب طريقة لصق البلاستيك هذه هي الحاجة إلى تكرير المرور على نفس النقطة عدة مرات لضمان اللحام بالشكل المطلوب، والحاجة للوقت الطويل نسبيًا، كما أنّها ليست بكفاءة غيرها من الطرق؛ كاللحام بالبثق مثلًا[٤]، وتم تحديد الخطوات الصحيحة للقيام بالعملية كالآتي:[٣]


  1. اضبط آلة اللحام على درجة حرارة 250 درجة مئوية.
  2. يتدفّق الهواء من آلة اللحام بمعدّل 340 متر مكعب/ساعة.
  3. ليّن المادة المراد لحامها بتسليط الغاز الساخن عليها.
  4. يستخدم قضيب قطره 10مم كحشوة يتم إضافتها ويكون مصنوع من المادة البلاستيكية نفسها.


اللحام بالغاز الساخن من طرق اللحام بواسطة حرارة عالية جدًا، سهلة التطبيق واقتصادية إلا أنها تحتاج مهارة لتتم بشكل صحيح من خلال تمرير الغاز عدة مرات على نقطة اللحام.

طريقة لحام اللوح الساخن

ما هي الخطوات اللازمة لتطبيق اللحام باللوح الساخن؟

طريقة لحام اللوح الساخن (بالإنجليزية: Hot Plate Welding)، هي من العمليات التي تحتاج وجود جهاز لحام خاص مصمم بناءً على دراسات عديدة ويتم إجراءها في مختبرات مجهّزة، تتراوح المدة الزمنية بين عدة ثواني إلى 12 دقيقة، وتتم بالخطوات الآتية:[٥]


  1. ضع القطع المراد لحامها بحيث يكون اللوح الساخن بينهما وهما ملتصقتان به.
  2. ابدأ بزيادة حرارة اللوح للسماح للقطعتين بامتصاصها.
  3. قم بإزالة اللوح الساخن فيتم لحام البلاستيك بالحديد ثم يُزال.
  4. طبّق ضغط على كل من نهايتي القطع باتجاه معاكس لبعضهما حتى تصبحان قطعة واحدة.


اللحام باللوح الساخن طريقة يتم فيها نقل الحرارة باستخدام لوح ساخن جدًا يوضع بشكل ملامس لكلا القطعتين ثم يتم إزالته بعد أن يُكسبهما الحرارة الكافية للاتصال، ويتم ضغط القطع بهدف تثبيتهما.


طريقة اللحام بالمذيبات

هل الصمغ يلصق البلاستيك؟

طريقة اللحام بالمذيبات (بالإنجليزية: Solvent Welding)، هو استخدام مواد خاصة تسمى مذيبات تسمح باتصال قطعتين منفصلتين وإلى الأبد، ومن التطبيقات التي تعتمد اعتمادًا كبيرًا على هذه التقنية هي عمليات لحام الأنابيب[٦]، والمذيبات تختلف عن الصمغ، فالصمغ يمكن أن يتسبب بإلحاق الضرر بالمواد البلاستيكية أو قد يلصقها بطريقة ضعيفة يمكن أن يتم فكّها بعد وقت قصير إذا لم يتم اختياره بالشكل الصحيح[٧]، وكيفية لحام البلاستيك بالمذيبات تتم بالخطوات الآتية:[٦]


  1. يجب التأكد من القطع المراد لحامها وتجريب اتصالها قبل اللحام لأن العملية لا يمكن التراجع عنها.
  2. أزل الغبار والأوساخ التي قد تكون عالقة على القطع قبل وضع المذيب.
  3. باستخدام الفرشاة ضع كمية مناسبة من المذيب (لا يجب المبالغة في الكمية) عند الأطراف المراد لحامها.
  4. تأكد من أن القطعتين عند نقطة الاتصال المرادة تم تغطيتهما بالمذيب بشكل كامل.
  5. امسح المذيب الزائد الذي يظهر عند نقطة اللحام بقطعة من قماش.
  6. يُفضل ترك القطع لتجف تمامًا وتكتسب القوة اللازمة لمدة يوم كامل.


تعد طريقة اللحام بالمذيبات من الطرق السهلة والتي يمكن القيام بها منزليًا باستخدام مذيب وفرشاة وتتطلب 24 ساعة حتى يجف المذيب ويتصلّب.


طريقة اللحام بالحث

كيف يتم تطبيق الحث على القطع البلاستيكية للحامها معًا؟

طريقة اللحام بالحث (بالإنجليزية: Induction Welding)، هي طريقة يتم فيها التسخين بهدف اللحام دون الحاجة للمس أو الاتصال المباشر بين الجهاز والقطع، وتتم بتطبيق مجال مغناطيسي مولّد للحرارة، كما تتأثر العملية بمجموعة من العوامل؛ كالتردد والضغط والطاقة والفراغات في المادة المراد لحامها ووجود تعرّجات في منطقة الاتصال المطلوبة ووقت تطبيق الحث، وتتم بالخطوات الآتية: [٨]


  1. ضع القطعة المراد لحامها داخل جهاز اللحام بالحث.
  2. شغّل جهاز اللحام، ولاحظ أن القطعة لا تكون ملامسة للحرارة بشكل مباشر.
  3. يتكون الجهاز من حزام مكوّن من مادة موصلة، يتم استخدامه للحصول على تيار متردد عن طريق الجهد الحثي.
  4. تبدأ عملية التسخين عن بعد.
  5. تتبع هذه المرحلة بمرحلة من التبريد يمكن استخدام الماء فيها.


ملاحظة: لا تحتاج طريقة اللحام بالحث إلى عمليات معالجة لاحقة.[٩]


يتم اللحام بالحث باستخدام جهاز خاص وتتم دون الحاجة لملامسة القطع للجهاز ويتم التسخين فيها عن بعد.


طريقة اللحام بالليزر

هل يمكن استخدام الليزر بشكل فعّال في لحام البلاستيك؟

طريقة اللحام بالليزر (بالإنجليزية: Laser Welding)، يعتبر اللحام بالليزر من الطرق الحديثة السريعة وذات الكفاءة العالية ويتم من خلالها وصل قطعتين معًا ليصبحا قطعة واحدة يتم تقويتها بإضافة مواد عند الوصل، وتكون القطع مثالية لتطبيق اللحام بالليزر عليها إذا كانتا "Fillet" ويعني أن تكون القطعتين المراد لحامهما متعامدتين، ولكن لا بدّ من الدقة المتناهية للعمل على أجهزة اللحام بالليزر لضمان نتائج مُرضية، ويمكن أداءها عن طريق روبوتات مبرمجة[١٠]، وتعد طريقة اللحام بالليزر مكلفة إذا تمّت مقارنتها بالطرق التقليدية، وتتم بالخطوات الآتية: [١٠]


  1. أحضر القطع المراد لحامها واعمل على قطع أطرافها بشكل مستقيم قبل البدء باللحام.
  2. وضع القطع بشكل متعامد مع بعضها.
  3. ابدأ بتسليط جهاز الليزر على منطقة التقاء القطعتين.
  4. يعمل الجهاز على وصل القطعتين معًا وإضافة مادة لحام.
  5. لن تحتاج إلى تمرير الجهاز سوى مرة واحدة للحصول على النتيجة المطلوبة.
  6. لن تحتاج لعمليات معالجة بعد إتمام عملية اللحام.


تعد عملية اللحام بالليزر من الطرق السريعة والسهلة ويمكن استخدامها للحصول على كفاءة لحام عالية للقطع المراد وصلها لا سيما في الوضع المتعامد، إلا أنها تتطلب الكثير من الدّقة في العمل.


طريقة اللحام بالبثق

ما هي الخطوات اللازمة للقيام بطريقة اللحام بالبثق بالشكل الصحيح؟

طريقة اللحام بالبثق (بالإنجليزية: Extrusion welding)، تعدّ هذه الطريقة من الطرق التي تتم يدويًا باستخدام مسدس (فَرد) لحام صغير، ولا تتطلب العملية التكرار إذ يكفي تمرير المسدس مرة واحدة للوصول إلى النتيجة المطلوبة وإنهاء عملية توصيل القطع المراد لحامها، وتستخدم بشكل واسع في عمليات ربط المواد المستخدمة لتبطين مكبّات النفايات وللحام الخزانات والأنابيب البلاستيكية وتتم طريقة اللحام بالبثق بشكلها الصحيح من خلال القيام بالخطوات الآتية:[٤]


  1. أحضر القطع المراد وصلها مع بعضها وضعها بالشكل الصحيح.
  2. قم باستخدام مسدس اللحام ببثق المادة البلاستيكة المصهورة على القطع عند نقطة اللحام، وعادة تكون المادة المصهورة مكوّنة من نفس المادة التي تتكوّن منها القطع.
  3. مرر المسدس مرة واحدة فقط على المسار المطلوب ولا داعي للتكرار.


تعد طريقة اللحام بالبثق من الطرق سهلة التفيذ ولا تتطلب وجود خبرة كبيرة أو مهارة عالية، وهي من الطرق ذات الكفاءة العالية التي تسمح بلحام قطع منفصلة لتصبح قطعة واحدة قوية من خلال بثق مادة مصهورة مناسبة تعمل على تماسك القطع.

المراجع[+]

  1. FRICTION WELDING FOR CLADDING APPLICATIONS, Page 9-10. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  2. ^ أ ب "4.12.2.6 High Frequency (RF) Welding", sciencedirect. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  3. ^ أ ب "DEVELOPMENT OF HOT AIR PLASTIC WELDING MACHINE FOR WELDING OF POLYPROPYLENE MATERIAL", jetir. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  4. ^ أ ب "Chapter 7 - Extrusion Welding", sciencedirect. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  5. "The temperature distribution during heating in hot plate welding process", matec-conferences. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  6. ^ أ ب "Solvent Welding Plastic Waste Pipes – How to Use Solvent Cement to Join Plastic Waste Pipes and Create Waste Runs including Joining in to a Soil Pipe", diydoctor. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  7. "How to Glue Plastic", wikihow. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  8. "A Study On development of Induction Welding of Thermoplastic Composites", iopscience.iop. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  9. "PROCESS PARAMETERS FOR INDUCTION WELDING OF METAL/COMPOSITE JOINTS", escm.eu. Retrieved 19-3-2021. Edited.
  10. ^ أ ب "Traditional Versus Laser Welding", sme. Retrieved 19-3-2021. Edited.