لحام القوس الكهربائي بالغاز المعدني (GMAW) هو عملية ربط يتم فيها إذابة قطب سلكي صلب يتم تغذيته باستمرار بواسطة قوس كهربائي ينشأ بين السلك والقطعة المراد لحمها. ويذوب كلٌّ من القطب والمعادن الأساسية، بينما يعمل غاز خامل (أو مزيج غازي) على حماية منطقة اللحام من التلوث الجوي، مما يؤدي إلى الحصول على لحام عالي الجودة.
1. مبدأ العمل
أثناء اللحام، يتم دفع القطب السلكي بواسطة بكرات التغذية وتشغيله كهربائياً عبر طرف التلامس. ويُشعل القوس بين طرف السلك والقطعة المراد لحمها. وتؤدي الحرارة الشديدة للقوس إلى إذابة جزئية لكلٍّ من السلك والمعادن الأساسية. ثم تنفصل القطرات المنصهرة عن طرف السلك وتنتقل إلى بركة اللحام، التي تتصلب عند التبريد لتكون لحماً متيناً. وفي الوقت نفسه، يُطلق الأرجون أو مزيج غازي غني بالأرجون من فوهة مشعل اللحام، ليغلف القوس وبركة اللحام والمعادن الساخنة المجاورة. وهذه الدرع الغازية تستبعد الهواء بشكل فعال، مما يمنع الأكسدة والتلوث.
تجدر الإشارة إلى أن غازات الحماية قد تطورت من الأرجون النقي إلى مزيجات مختلفة. ومن الأمثلة الشائعة مزيج غني بالأرجون يحتوي على 80% أرجون و20% ثاني أكسيد الكربون. وبوجه عام، تُعرف العمليات التي تستخدم الأرجون النقي كغاز حماية بلحام MIG (لحام بالغاز الخامل للمعادن)، بينما تُسمى العمليات التي تستخدم مزيجات غازية نشطة غنية بالأرجون بلحام MAG (لحام بالغاز النشط للمعادن). ومن حيث وضع التشغيل، يُعتبر لحام MAG شبه الآلي الأكثر انتشاراً، يليه اللحام الآلي.
على عكس لحام الغاز الخامل بالتنغستن (TIG) – وهو عملية ذات قطب غير قابل للاستهلاك – يستخدم GMAW القطب السلكي القابل للاستهلاك كحامل للقوس وكمادة حشو في آن واحد، مما يلغي الحاجة إلى استخدام قضيب حشو منفصل. وهذا يسهم في تحقيق كفاءة لحام أعلى بكثير.
2. الخصائص الرئيسية
2.1. كفاءة عالية في اللحام
يعمل GMAW بكثافة تيار عالية ومدخل حراري مركز، مما يؤدي إلى ذوبان سريع للسلك ومعدل ترسيب أعلى بكثير من لحام TIG. بالإضافة إلى ذلك، يكون بدء القوس سهلاً، كما تقل فترة المساعدة غير المتعلقة باللحام. وهذه الخصائص تجعل GMAW مناسباً بشكل خاص لحام الصفائح المتوسطة والسماكة، وللإنتاج الضخم الآلي.
2.2. ضرورة اتخاذ تدابير حماية صارمة
نظراً لارتفاع تيار اللحام نسبياً، ينتج GMAW إشعاعاً قوياً للقوس، ورشقاً كبيراً، ودخاناً ملحوظاً. وهذه العوامل تشكل خطراً محتملاً على عيون المشغل وبشرته وجهازه التنفسي. لذلك يجب اتخاذ تدابير حماية فعالة، بما في ذلك استخدام خوذات لحام ذاتية التعتيم، وأنظمة تهوية محلية، وملابس واقية خاصة، لضمان التشغيل الآمن.
3. الخلاصة
بفضل كفاءته العالية وقدرته الفائقة على التكيف مع العمليات، أصبح GMAW طريقة لحام شائعة الاستخدام في التصنيع الحديث. ويكمن مفتاح الاستفادة الكاملة من مزاياه في تطبيق إجراءات حماية صارمة مع الحفاظ على إنتاجية عالية.
