لحام الأرجون للمبتدئين، هو طريقة سهلة ومبسطة يجب أن يتبعها كل مبتدئ في عملية اللحام، حيث توفر له الوقت وتقلل من التكاليف الباهظة المرتبطة بالحرفيين.
أحد أفضل الأساليب المعتمدة للحام بالأرجون هو من أجل جودتها وقوة التوصيل الناتجة واستدامتها، وتستخدم هذه الطريقة في لحام المعادن غير الحديدية مثل التيتانيوم والفولاذ.
التعريف بعنصر الأرجون
- الأرجون هو غاز نبيل غير فعال، وهو غاز لا لون له ولا رائحة.
- يشتق اسم غاز الأرجون من التسمية اليونانية التي تعني الكسل بسبب قلة تفاعله في التفاعلات الكيميائية لتكوين مركبات جديدة.
- يستخدم في صناعة المصابيح المتوهجة وفي لحام مختلف أنواع المعادن.
شاهد أيضًا: كيفية تصليح أعطال الصب
نسبة غاز الأرجون
- تشكل نسبة غاز الأرجون حوالي 94٪ من إجمالي نسبة الغازات في الغلاف الجوي، وهذا يعادل خمسة وستين طنا متريا مكعبا.
- يمكن زيادة هذه الأرقام والنسب بشكل مستمر مع تحلل كميات من البوتاسيوم ذو الرقم الذري 40.
نشأة غاز الأرجون
- يحدث ذلك نتيجة تحلل عنصر البوتاسيوم ذو الذرة 40، ويوجد في الغلاف الجوي على شكل نظير الأرجون ذو الذرة 40.
- يتكون الأرجون في الفضاء عندما تندمج نواتين من غاز الهيدروجين، أو ما يعرف بجسيمات ألفا، مع عنصر السيليكون ذو العدد الذري 32.
- نتيجة لتلك الاختلاطات، يتكون عنصر نظير غاز الأرجون المشترك الذي يحمل العدد الذري 36، مع تباين النظائر المتعددة للعناصر واختلاف النيترونات الموجودة في نواة العنصر.
خصائص غاز الأرجون الفيزيائية
يتمتع غاز الأرجون بالعديد من الخصائص الفيزيائية المميزة التي تجعله مناسبا للعديد من الصناعات الهامة، ومن أبرز هذه الخصائص ما يلي:
في درجات الحرارة العادية، الأرجون له خواص غازية طبيعية.
- الأرجون يكون في حالة الغاز عند درجة حرارة الغرفة.
درجة انصهار غاز الأرجون
- يتحول غاز الأرجون إلى الحالة السائلة عند درجة حرارة تبلغ 189.35 درجة مئوية، وتعادل ذلك 308.83 درجة فهرنهايت.
درجة غليان غاز الأرجون
- عندما تصل درجة حرارة الأرجون إلى (185.85) درجة مئوية، يبدأ بالغلي، وهذا يعادل (302.53) درجة فهرنهايت.
كثافة غاز الأرجون
- كثافة غاز الأرجون تبلغ 0017837 جرام في السنتيمتر المكعب.
خصائص غاز الأرجون الكيميائية
يتمتع غاز الأرجون بالعديد من الخصائص الكيميائية الهامة، ومن أهم هذه الخصائص:
الرمز الكيميائي لِغاز الأرجون
- يرمز للأرجون في الجدول الدوري للعناصر بالرمز Ar.
العدد الذري لِغاز الأرجون
- ويكون عدد جزيئات البروتونات في النواة مساويا لـ 18.
الوزن الوسطي الذري لِغاز الأرجون
- يساوي(39.948) جرام لكل مول.
عدد نظائر غاز الأرجون
- النظائر المماثلة للعناصر تحتوي على نفس عدد الذرات وتختلف في عدد النيوترونات، يوجد خمسة عشر نظيرا لغاز الأرجون.
- واحدة من النظائر الشائعة للأرجون هي نظير الأرجون الذي يحمل العدد الذري 40، ويتواجد بنسبة 99٪ في الطبيعة.
- الأرجون، الذي يحمل الرقم الذري 36، متوفر بنسبة 3336٪ في الحالات الطبيعية.
لحام الأرجون للمبتدأين
- اللحام هو عملية ربط جزئين من المعادن بشكل دائم باستخدام الحرارة ودرجات الحرارة العالية.
- تعتبر عملية اللحام واحدة من العمليات الهامة والضرورية في مجالات مختلفة من الصناعة، مثل صناعة السيارات وصناعة الأثاث الحديدي، حيث يستخدم اللحام في صنع بوابات المنازل والديكورات الحديدية، وفي بناء الجسور والمباني السكنية بشكل عام.
- تحتاج المعدات والأجهزة الإلكترونية إلى عمليات لحام دقيقة ومعقدة وصغيرة جدا أثناء تصنيعها.
طرق اللحام باستخدام غاز الأرجون
تتعدد الطرق المستخدمة في لحام الفلزات بواسطة استعمال غاز الأرجون ومنها:
طريقة اللحام بالصهر
- تعتمد هذه الطريقة على استخدام درجات حرارة مرتفعة لذوبان المعادن المراد إعادة جمعها.
- يستخدم غاز الأرجون بالاشتراك مع غاز ثاني أكسيد الكربون لإنشاء درجات حرارة عالية وضرورية لعملية الصهر.
- يتم صهر الجزئين المراد توصيلهما مع إضافة جزء من عنصر فلزي آخر يحتوي على نفس درجة المقاومة والصلابة للجزئين.
- بعد انتهاء عملية التبريد، تحصل الأجزاء المتصلة على درجة الصلابة المطلوبة.
- يطلق على القطعة المستخدمة في عملية اللحام بعمود اللحام أو القطب الكهربائي اسم `القطعة اللحام`، ولا يلزم أن تكون هذه القطعة جديدة، بل يمكن استخدام قطع مستعملة.
طريقة اللحام بربط الحالة الصلبة
- يتم استخدام هذه الطريقة لتوصيل الفلزات بدون الحاجة لتطبيق درجات حرارة مرتفعة، حيث يتم جمع جزئين من الفلزات المراد توصيلهما وممارسة الضغط الميكانيكي عليهما.
- يجب أن يتم تنظيف السطح المراد لحامه جيدا، حتى يكون خاليا من أي شوائب قد تؤدي إلى حدوث أكسدة.
- من الصعب الحصول على الدرجة المثالية في اللحام باستخدام هذه الطريقة بسبب وجود شوائب مؤكسدة على الأسطح.
طريقة اللحام بربط الحالة الصلبة أو ما يعرف باللحام البارد ما بلي هي ميزتها الرئيسية
- هذه هي الطريقة الوحيدة والفعالة للحام المواد الألومنيوم والنحاس معا نظرا لصعوبة استخدام طرق اللحام الأخرى معهم وسهولة تبريدهم.
- اللحام البارد يعمل على تهيئة وإنتاج لحام قوي ونظيف دون تشكيل مركبات ثانوية هشة تؤثر على صلابة اللحام.
- لا يوجد أي عيوب ميكانيكية أو عيوب حرارية في هذا النوع من اللحام.
- تعمل هذه الطريقة على تقليل استهلاك الوقود والطاقة.
- هناك تقنية لحام نظيفة جدا تسهم في الحفاظ على البيئة، وتعد واحدة من أهم الأساليب.
طريقة لحام النحاس الأمي أو لحام السمكرة
- يعتبر العديد من العلماء والخبراء في مجال اللحام بين الفلزات أن طريقة اللحام بالنحاس اللأمي ولحام السمكرة ليست واحدة من الطرق المعتمدة في عمليات اللحام.
شاهد أيضًا: ما هي استخدامات الفيبر جلاس؟
طُرق عزل الفلزات
- يجب عزل المعادن وخاصة أثناء عمليات الصهر المختلفة، عند تسخينها، عن أي من غاز الأكسجين أو غاز الهيدروجين أو غاز النيتروجين الموجودة في الغلاف الجوي.
- بهذه الطريقة، يتم دمج هذه الغازات مع المعادن وهي ساخنة لتشكيل وصلة لحام ضعيفة وهشة.
- هنا يأتي دور الأرجون الهام، حيث يستخدم كطبقة عازلة لحماية المعادن.
- يتم رش غاز ثاني أكسيد الكربون مع غاز الأرجون الغير فعال على سطح المعادن لعزلها.
- يمكن أيضا عزل المعادن الساخنة بواسطة وسيلة أخرى، وهي توصيل المعادن المراد لحامها بعنصر غير معدني قبل إجراء عملية اللحام.
- عندما يبدأ عملية اللحام وترتفع درجات الحرارة، يتجمد العنصر المعدني ويغلف القطعتين من المعادن ويعزلهما عن مكونات الهواء الجوي.
- تم مؤخرا تطبيق عملية اللحام تحت ظروف جو مفرغ من الهواء باستخدام طرق معينة لضمان عزل تام للمعادن.
مجالات استخدام غاز الأرجون
نظرا للخصائص الكيميائية والخصائص الفيزيائية المتميزة لغاز الأرجون، العنصر النبيل الهامل، أصبح من أهم الغازات الخاملة المدخلة في الصناعات الهامة، ومن أهم هذه المجالات والصناعات التالية:
الصناعات الخاملة
تلك الصناعات التي تتطلب وجود بيئة غير تفاعلية ساكنة لضمان نجاحها وتحقيق النتائج المطلوبة منها، ومن بين هذه الصناعات الهامة: صناعة لحام السبائك الخاصة، صناعة شرائح من النصف الموصلات.
بدلات الغطس
بالنظر إلى ذلك، يعتبر غاز الأرجون مادة عازلة جيدة، وبالتالي يستخدم في بدلات الغوص الجافة من خلال تعبئتها في هذه البدلات، والهدف من ذلك هو أن يعمل غاز الأرجون كطبقة عازلة تحفظ حرارة الجسم للأشخاص الذين يقومون بالغوص في أعماق كبيرة.
حفظ المستندات التاريخية
هكذا تحتاج المستندات الهامة التاريخية منها والوثائقية والعالمية وغيرها لجو خاص بحفظها من عوامل التحلل أو للتأكد من عدم تعرضها لأي تلوث.
يأتي دور غاز الأرجون في الحفاظ على تلك المستندات بشكل مثالي، حيث يعمل على تباطئ عملية تحلل الورق، وعلى عكس غاز الأكسجين الذي يسرع هذه العملية.
أمثلة المستندات التاريخية المحفوظة بواسطة غاز الأرجون:
- تصور الخريطة العالم داخل مكتبة الكونغرس الأمريكية وقد تم إصدارها في عام 1507 ميلاديا.
- وثيقة الاستقلال، أو المعروفة أيضا بميثاق الحقوق، محفوظة في الأرشيف الوطني للولايات المتحدة الأمريكية.
شاهد أيضًا: كثافة النحاس والحديد
في الوقت الحاضر، أصبح تعلم وتنفيذ لحام الأرجون بشكل جيد وبدون مساعدة من الحرفيين المحترفين أمرا ضروريا، حيث يساهم في توفير التكاليف وضمان الحصول على نتائج رائعة وأعمال عالية الجودة.
