لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 11 صور
الموسوعة الحرة

لحام القوس الكهربائي بالتنغستن

لحام القوس الكهربائي بالتنغستن الغازي ( GTAW ، المعروف أيضًا باسم لحام التنغستن بالغاز الخامل أو TIG ، ولحام الهيليارك عند استخدام الهيليوم) هو عملية لحام بالقوس الكهربائي تستخدم قطبًا كهربائيًا من التنغستن غير قابل للاستهلاك لإنتاج اللحام . تتم حماية منطقة اللحام والقطب الكهربائي من الأكسدة أو أي تلوث جوي آخر بواسطة غاز خامل واقٍ ( الأرجون أو الهيليوم ). يُستخدم معدن حشو عادةً، على الرغم من أن بعض اللحامات، المعروفة باسم " اللحامات الذاتية " أو " لحامات الانصهار "، لا تتطلب ذلك. يوفر مصدر طاقة لحام بتيار ثابت الطاقة الكهربائية، والتي تنتقل عبر القوس الكهربائي من خلال عمود من الغازات والأبخرة المعدنية عالية التأين، والمعروفة باسم البلازما .

تمنح هذه العملية المشغل تحكمًا أكبر في اللحام مقارنةً بالعمليات المنافسة مثل لحام القوس المعدني المحمي ولحام القوس المعدني بالغاز ، مما يسمح بالحصول على لحامات أقوى وأعلى جودة. مع ذلك، يُعد لحام TIG أكثر تعقيدًا وصعوبة في الإتقان، كما أنه أبطأ بكثير من معظم تقنيات اللحام الأخرى.

تُستخدم لحام TIG بشكل شائع في لحام الأجزاء الرقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم والمغنيسيوم وسبائك النحاس .

تستخدم عملية مشابهة، وهي لحام القوس البلازمي ، شعلة لحام مختلفة قليلاً لإنشاء قوس لحام أكثر تركيزًا، ونتيجة لذلك غالبًا ما تكون مؤتمتة. [ 1 ]

تطوير

بعد اكتشاف القوس الكهربائي النبضي القصير عام 1801 على يد همفري ديفي [ 2 ] [ 3 ] ، والقوس الكهربائي المستمر عام 1802 على يد فاسيلي بيتروف [ 3 ] [ 4 ]، تطورت لحام القوس الكهربائي ببطء. كانت فكرة اللحام في جو من الغاز الخامل من ابتكار سي إل كوفين عام 1890، ولكن حتى أوائل القرن العشرين، ظل لحام المواد غير الحديدية كالألومنيوم والمغنيسيوم صعبًا نظرًا لتفاعل هذه المعادن السريع مع الهواء، مما ينتج عنه لحامات مسامية مليئة بالخبث [ 5 ] . لم توفر العمليات التي تستخدم أقطابًا مغطاة بالتدفق حماية كافية لمنطقة اللحام من التلوث. ولحل هذه المشكلة، استُخدمت الغازات الخاملة المعبأة في أسطوانات في بداية ثلاثينيات القرن العشرين. وبعد بضع سنوات، ظهرت عملية لحام التيار المستمر المحمي بالغاز في صناعة الطائرات للحام المغنيسيوم [ 6 ] .

في أوائل أربعينيات القرن العشرين، كانت شركة نورثروب للطائرات تُطوّر طائرة تجريبية من المغنيسيوم تحمل اسم XP-56 ، حيث طوّر فلاديمير بافليكا وتوم بايبر وراسل ميريديث عملية لحام أُطلق عليها اسم "هيليارك" (Heliarc) لأنها تستخدم قوسًا كهربائيًا من التنجستن وغاز الهيليوم كغاز واقٍ (حصل ميريديث على براءة اختراع تصميم الشعلة عام 1941). [ 7 ] يُشار إليها الآن غالبًا باسم لحام التنجستن بالغاز الخامل (TIG)، خاصة في أوروبا، لكن المصطلح الرسمي لجمعية اللحام الأمريكية هو لحام قوس التنجستن بالغاز (GTAW). طوّرت شركة ليندي لمنتجات الهواء مجموعة واسعة من الشعلات المبردة بالهواء والماء، وعدسات غازية لتحسين الحماية، وملحقات أخرى زادت من استخدام هذه العملية. في البداية، كان القطب الكهربائي يسخن بسرعة، وعلى الرغم من ارتفاع درجة انصهار التنجستن ، كانت جزيئات من التنجستن تنتقل إلى منطقة اللحام. [ 6 ] لمعالجة هذه المشكلة، تم تغيير قطبية القطب من موجب إلى سالب، إلا أن هذا التغيير جعله غير مناسب للحام العديد من المواد غير الحديدية. وأخيرًا، أتاح تطوير وحدات التيار المتردد إمكانية تثبيت القوس الكهربائي وإنتاج لحامات عالية الجودة من الألومنيوم والمغنيسيوم. [ 6 ] [ 8 ]

استمرت التطورات خلال العقود التالية. طورت شركة ليندي مشاعل تبريد مائي ساعدت في منع ارتفاع درجة الحرارة عند اللحام بتيارات عالية. [ 9 ] خلال خمسينيات القرن العشرين، ومع ازدياد شعبية هذه العملية، اتجه بعض المستخدمين إلى ثاني أكسيد الكربون كبديل لأجواء اللحام الأكثر تكلفة المكونة من الأرجون والهيليوم ، ولكن ثبت عدم جدوى ذلك في لحام الألومنيوم والمغنيسيوم لأنه يقلل من جودة اللحام، لذا نادرًا ما يُستخدم مع لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (GTAW) اليوم. [ 10 ] إن استخدام أي غاز واقٍ يحتوي على مركب أكسجين، مثل ثاني أكسيد الكربون، يُلوث قطب التنجستن بسرعة، مما يجعله غير مناسب لعملية لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (TIG). [ 11 ] في عام 1953، طُورت عملية جديدة تعتمد على لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (GTAW)، تُسمى لحام القوس البلازمي. توفر هذه العملية تحكمًا أكبر وتحسن جودة اللحام باستخدام فوهة لتركيز القوس الكهربائي، ولكنها تقتصر إلى حد كبير على الأنظمة الآلية، بينما يظل لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (GTAW) في المقام الأول طريقة يدوية محمولة باليد. [ 10 ] استمر التطوير في عملية اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (GTAW)، ويوجد اليوم عدد من الاختلافات. من بين أكثرها شيوعًا طرق اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل باستخدام التيار النبضي، والبرمجة اليدوية، والسلك الساخن، والماسحة، والاختراق المتزايد. [ 12 ]

عملية

منطقة لحام GTAW

تُعدّ لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) اليدوي طريقة لحام صعبة نسبيًا، نظرًا للتنسيق المطلوب من اللحام. وكما هو الحال في لحام الشعلة، يتطلب لحام GTAW عادةً استخدام كلتا اليدين، إذ تتطلب معظم التطبيقات أن يقوم اللحام بتغذية معدن الحشو يدويًا في منطقة اللحام بيد واحدة، بينما يُشغّل شعلة اللحام باليد الأخرى. ومن المهم أيضًا الحفاظ على طول قوس قصير، مع منع التلامس بين قطب التنجستن وقطعة العمل. [ 13 ]

لإشعال قوس اللحام، يُولّد مولد عالي التردد (مشابه لملف تسلا ) شرارة كهربائية . تُشكّل هذه الشرارة مسارًا موصلًا لتيار اللحام عبر غاز الحماية، مما يسمح ببدء القوس بينما يكون القطب الكهربائي وقطعة العمل منفصلين، وعادةً ما تكون المسافة بينهما حوالي 1.5-3 مم (0.06-0.12 بوصة) . [ 14 ]  

بمجرد بدء القوس الكهربائي، يحرك اللحام الشعلة في دائرة صغيرة لتكوين حوض اللحام، الذي يعتمد حجمه على حجم القطب الكهربائي وشدة التيار. مع الحفاظ على مسافة ثابتة بين القطب الكهربائي وقطعة العمل، يقوم المشغل بتحريك الشعلة للخلف قليلاً وإمالتها بزاوية تتراوح بين 10 و15 درجة عن الوضع الرأسي. يُضاف معدن الحشو يدويًا إلى مقدمة حوض اللحام حسب الحاجة. [ 14 ]

يطور اللحامون عادةً أسلوبًا يعتمد على التناوب السريع بين تحريك الشعلة للأمام (لتوسيع حوض اللحام) وإضافة معدن الحشو. يُسحب قضيب الحشو من حوض اللحام مع كل تقدم للإلكترود، ولكنه يبقى دائمًا داخل غطاء الغاز الواقي لمنع أكسدة سطحه وتلوث اللحام. تتطلب قضبان الحشو المصنوعة من معادن ذات درجة انصهار منخفضة، كالألومنيوم، أن يحافظ المشغل على مسافة معينة من القوس الكهربائي مع البقاء داخل غطاء الغاز الواقي. فإذا تم تقريب قضيب الحشو كثيرًا من القوس، فقد ينصهر قبل أن يلامس حوض اللحام. ومع اقتراب اللحام من الاكتمال، يُخفَّض تيار القوس تدريجيًا للسماح لحفرة اللحام بالتصلب ومنع تشكل تشققات في نهاية اللحام. [ 15 ] [ 16 ]

تتضمن فيزياء لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) عدة عمليات معقدة، تشمل الديناميكا الحرارية، وفيزياء البلازما، وديناميكا الموائع. يمكن تشغيل قطب التنجستن غير القابل للاستهلاك ككاثود أو أنود ، ويُستخدم لإنتاج قوس كهربائي بين القطب وقطعة العمل. ولإنشاء القوس مبدئيًا، تُملأ منطقة اللحام بغاز خامل، ويُولد جهد اصطدام عالٍ (عادةً 1 كيلو فولت لكل 1 مم) بواسطة ماكينة اللحام للتغلب على المقاومة الكهربائية للغلاف الجوي المحيط بمنطقة اللحام. بمجرد تكوّن القوس، يُخفض الجهد ويتدفق التيار بين قطعة العمل والقطب. على الرغم من درجات الحرارة العالية لهذا القوس الكهربائي، فإن آلية نقل الحرارة الرئيسية في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل هي التسخين الجولي الناتج عن تدفق هذا التيار. [ 17 ]

أمان

ستارتان شفافتان باللون الأحمر لحماية الأشخاص القريبين من التعرض للأشعة فوق البنفسجية أثناء اللحام.

يرتدي اللحامون ملابس واقية ، تشمل قفازات جلدية خفيفة ورقيقة وقمصان واقية بأكمام طويلة وياقات عالية، لتجنب التعرض للأشعة فوق البنفسجية القوية . ونظرًا لعدم وجود دخان في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW)، فإن ضوء القوس الكهربائي لا يُغطى بالأبخرة والجسيمات كما هو الحال في لحام القوس الكهربائي بالقضيب أو لحام القوس المعدني المحمي ، وبالتالي يكون أكثر سطوعًا، مما يُعرّض العاملين لأشعة فوق بنفسجية قوية. يختلف نطاق وقوة أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية في قوس اللحام عن ضوء الشمس، ولكن نظرًا لقرب اللحام الشديد من المصدر وكثافة الضوء العالية، فإن الأضرار المحتملة من ضوء القوس تشمل ومضات عرضية للعين أو ما يُعرف بـ "عين القوس "، وتلف الجلد المشابه لحروق الشمس الشديدة . ولذلك، يرتدي العاملون خوذات معتمة بعدسات داكنة للعينين وتغطية كاملة للرأس والرقبة لمنع هذا التعرض للأشعة فوق البنفسجية. غالبًا ما تحتوي الخوذات الحديثة على لوحة أمامية من نوع الكريستال السائل تُصبح داكنة تلقائيًا عند تعرضها للضوء الساطع للقوس الكهربائي. تُستخدم ستائر اللحام الشفافة، المصنوعة من غشاء بلاستيكي من كلوريد البولي فينيل ذي لون قوي ، في كثير من الأحيان لحماية العمال والمارة القريبين من التعرض للأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن القوس الكهربائي. [ 18 ]

يتعرض اللحامون في كثير من الأحيان لغازات خطيرة وجزيئات دقيقة . ورغم أن عملية اللحام لا تُنتج دخانًا، إلا أن سطوع القوس الكهربائي في لحام القوس التنغستني بالغاز الخامل (GTAW) قد يُؤدي إلى تحلل الهواء المحيط وتكوين الأوزون وأكاسيد النيتروجين. يتفاعل الأوزون وأكاسيد النيتروجين مع أنسجة الرئة والرطوبة مُسببًا حروقًا ناتجة عن حمض النيتريك والأوزون. تُعد مستويات الأوزون وأكاسيد النيتروجين معتدلة، ولكن يجب مراقبة مدة التعرض، وتكرار التعرض، وجودة وكمية شفط الأبخرة، وتغيير الهواء في الغرفة. قد يُصاب اللحامون الذين لا يعملون بأمان بانتفاخ الرئة ووذمة الرئة، مما قد يُؤدي إلى الوفاة المبكرة. وبالمثل، قد تُؤدي حرارة القوس الكهربائي إلى تكوّن أبخرة سامة من مواد التنظيف وإزالة الشحوم. يجب عدم إجراء عمليات التنظيف باستخدام هذه المواد بالقرب من موقع اللحام، كما أن التهوية المناسبة ضرورية لحماية اللحام. [ 18 ]

التطبيقات

على الرغم من أن صناعة الطيران والفضاء تُعدّ من أبرز مستخدمي لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW)، إلا أن هذه العملية تُستخدم في العديد من المجالات الأخرى. تستخدم العديد من الصناعات لحام GTAW في لحام القطع الرقيقة، وخاصة المعادن غير الحديدية. ويُستخدم على نطاق واسع في تصنيع المركبات الفضائية، كما يُستخدم بكثرة في لحام الأنابيب ذات الأقطار الصغيرة والجدران الرقيقة، مثل تلك المستخدمة في صناعة الدراجات. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم لحام GTAW غالبًا في لحام الطبقة الأولى أو اللحام الأولي للأنابيب بمختلف أحجامها. وفي أعمال الصيانة والإصلاح، تُستخدم هذه العملية بشكل شائع لإصلاح الأدوات والقوالب، وخاصة المكونات المصنوعة من الألومنيوم والمغنيسيوم. [ 19 ] ولأن معدن اللحام لا ينتقل مباشرة عبر القوس الكهربائي كما هو الحال في معظم عمليات اللحام بالقوس المفتوح، فإن مجموعة واسعة من معادن الحشو متاحة لمهندس اللحام. في الواقع، لا توجد عملية لحام أخرى تسمح بلحام هذا العدد الكبير من السبائك في هذا التنوع الكبير من تكوينات المنتجات. ويمكن أن تفقد سبائك معدن الحشو، مثل الألومنيوم والكروم، عبر القوس الكهربائي نتيجة التبخر. لا يحدث هذا الفقدان مع عملية اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (GTAW). ولأن اللحامات الناتجة تتمتع بنفس السلامة الكيميائية للمعدن الأساسي الأصلي أو تتطابق معه بشكل أوثق، فإن لحامات GTAW تتميز بمقاومة عالية للتآكل والتشقق على مدى فترات زمنية طويلة، مما يجعل GTAW إجراء اللحام المفضل للعمليات الحساسة مثل إحكام إغلاق حاويات الوقود النووي المستهلك قبل دفنها. [ 20 ]

جودة

لحام فيليه GTAW

تُنتج لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل لحامات عالية الجودة عند إجرائها بواسطة فنيين مهرة، لأنها توفر تحكمًا أكبر في منطقة اللحام مقارنةً بعمليات اللحام الأخرى. ويُضمن الحصول على أعلى جودة للحام من خلال الحفاظ على النظافة، حيث يجب أن تكون جميع المعدات والمواد المستخدمة خالية من الزيوت والرطوبة والأوساخ والشوائب الأخرى، لأنها تُسبب مسامية اللحام، وبالتالي انخفاضًا في قوته وجودته. ولإزالة الزيوت والشحوم، يمكن استخدام الكحول أو مذيبات تجارية مماثلة، بينما يمكن إزالة الأكاسيد من أسطح المعادن مثل الألومنيوم باستخدام فرشاة سلكية من الفولاذ المقاوم للصدأ أو عملية كيميائية. ويمكن إزالة الصدأ من الفولاذ عن طريق صقل السطح أولًا بالرمل، ثم استخدام فرشاة سلكية لإزالة أي رمل عالق. وتُعد هذه الخطوات بالغة الأهمية عند استخدام التيار المستمر ذي القطبية السالبة، لأن هذا النوع من مصادر الطاقة لا يوفر أي تنظيف أثناء عملية اللحام، على عكس التيار المستمر ذي القطبية الموجبة أو التيار المتردد. [ 21 ] وللحفاظ على حوض لحام نظيف أثناء اللحام، يجب أن يكون تدفق غاز الحماية كافيًا وثابتًا بحيث يُغطي الغاز منطقة اللحام ويمنع دخول الشوائب الموجودة في الجو. يؤدي استخدام تقنية اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (GTAW) في البيئات العاصفة أو المعرضة للتيارات الهوائية إلى زيادة كمية غاز الحماية اللازمة لحماية اللحام، مما يزيد التكلفة ويجعل العملية غير مرغوبة في الهواء الطلق. [ 22 ]

يؤثر مستوى الحرارة المُدخلة أيضًا على جودة اللحام. فانخفاض الحرارة المُدخلة، الناتج عن انخفاض تيار اللحام أو ارتفاع سرعة اللحام، قد يُحد من الاختراق ويؤدي إلى انفصال خرزة اللحام عن السطح المراد لحامه. أما في حال زيادة الحرارة المُدخلة، فإن خرزة اللحام تتسع، ويزداد احتمال الاختراق المفرط وتناثر المعدن المنصهر (انبعاث قطرات صغيرة غير مرغوب فيها من المعدن المنصهر). إضافةً إلى ذلك، إذا كانت شعلة اللحام بعيدة جدًا عن قطعة العمل، يصبح غاز الحماية غير فعال، مما يُسبب مسامية داخل اللحام. وينتج عن ذلك لحام به ثقوب دقيقة، وهو أضعف من اللحام العادي. [ 22 ]

إذا تجاوزت شدة التيار المستخدم قدرة القطب الكهربائي، فقد ينتج عن ذلك شوائب من التنجستن في اللحام. تُعرف هذه الظاهرة باسم "تناثر التنجستن"، ويمكن الكشف عنها بالتصوير الإشعاعي ، ويمكن الوقاية منها بتغيير نوع القطب الكهربائي أو زيادة قطره. إضافةً إلى ذلك، إذا لم يكن القطب الكهربائي محميًا جيدًا بواسطة غطاء الغاز الواقي، أو إذا سمح له المشغل عن طريق الخطأ بملامسة المعدن المنصهر، فقد يتلوث. غالبًا ما يؤدي ذلك إلى عدم استقرار قوس اللحام، مما يستدعي صقل القطب الكهربائي بمادة كاشطة ماسية لإزالة الشوائب. [ 22 ]

معدات

شعلة لحام GTAW مزودة بأقطاب كهربائية وأكواب ومثبتات وموزعات غاز متنوعة
شعلة لحام GTAW، مفككة

تشمل المعدات المطلوبة لعملية اللحام بقوس التنجستن الغازي شعلة لحام تستخدم قطبًا كهربائيًا من التنجستن غير قابل للاستهلاك، ومصدر طاقة لحام بتيار ثابت، ومصدر غاز واقٍ، كما هو مفصل أدناه.

شعلة اللحام

صُممت مشاعل لحام GTAW للتشغيل التلقائي أو اليدوي، وهي مزودة بأنظمة تبريد تعمل بالهواء أو الماء. تتشابه المشاعل التلقائية واليدوية في تصميمها، إلا أن المشعل اليدوي مزود بمقبض، بينما يأتي المشعل التلقائي عادةً مع حامل تثبيت. يمكن تعديل الزاوية بين محور المقبض ومحور قطب التنجستن، والمعروفة بزاوية الرأس، في بعض المشاعل اليدوية حسب تفضيل المستخدم. تُستخدم أنظمة التبريد الهوائي غالبًا في عمليات اللحام ذات التيار المنخفض (حتى 200 أمبير تقريبًا )، بينما يتطلب اللحام ذو التيار العالي (حتى 600 أمبير تقريبًا) التبريد بالماء. تُوصل المشاعل بكابلات إلى مصدر الطاقة، وبخراطيم إلى مصدر غاز الحماية، وإلى مصدر الماء عند الحاجة. [ 23 ]  

تُصنع الأجزاء المعدنية الداخلية للشعلة من سبائك صلبة من النحاس أو النحاس الأصفر لضمان نقل التيار والحرارة بكفاءة. يجب تثبيت قطب التنجستن بإحكام في مركز الشعلة باستخدام ظرف تثبيت مناسب الحجم ، وتوفر المنافذ المحيطة بالقطب تدفقًا مستمرًا لغاز الحماية. تُحدد أحجام أظرف التثبيت وفقًا لقطر قطب التنجستن الذي تُثبته. يُصنع جسم الشعلة من مواد بلاستيكية عازلة ومقاومة للحرارة تُغطي المكونات المعدنية، مما يوفر عزلًا حراريًا وكهربائيًا لحماية اللحام. [ 23 ]

يعتمد حجم فوهة شعلة اللحام على مساحة الحماية المطلوبة. ويعتمد حجم فوهة الغاز على قطر القطب الكهربائي، وشكل الوصلة، وسهولة وصول اللحام إليها. يُفضل أن يكون القطر الداخلي للفوهة ثلاثة أضعاف قطر القطب الكهربائي على الأقل، ولكن لا توجد قواعد ثابتة. يُقيّم اللحام فعالية الحماية، ويزيد حجم الفوهة حسب الحاجة لزيادة مساحة الحماية بواسطة غطاء الغاز الخارجي. يجب أن تكون الفوهة مقاومة للحرارة، ولذلك تُصنع عادةً من الألومينا أو مادة خزفية، ولكن الكوارتز المنصهر ، وهو زجاج عالي النقاء، يوفر رؤية أفضل. يمكن إدخال أجهزة في الفوهة لتطبيقات خاصة، مثل عدسات الغاز أو الصمامات لتحسين التحكم في تدفق غاز الحماية، مما يقلل من الاضطراب ودخول الهواء الملوث إلى منطقة الحماية. يمكن إضافة مفاتيح يدوية للتحكم في تيار اللحام إلى شعلات اللحام اليدوية بتقنية GTAW. [ 23 ]

مزود الطاقة

تستخدم لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل مصدر طاقة بتيار ثابت، مما يعني أن التيار (وبالتالي تدفق الحرارة ) يظل ثابتًا نسبيًا، حتى مع تغير مسافة القوس والجهد. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن معظم تطبيقات لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل يدوية أو شبه آلية، مما يتطلب من المشغل تثبيت الشعلة. ويصعب الحفاظ على مسافة قوس ثابتة مناسبة عند استخدام مصدر طاقة بجهد ثابت، لأنه قد يتسبب في تغيرات كبيرة في الحرارة ويجعل عملية اللحام أكثر صعوبة. [ 24 ]

مزود طاقة GTAW

تعتمد القطبية المُفضلة لنظام اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (GTAW) بشكل كبير على نوع المعدن المراد لحامه. يُستخدم التيار المستمر ذو القطب السالب (DCEN) غالبًا عند لحام الفولاذ والنيكل والتيتانيوم وغيرها من المعادن. كما يُمكن استخدامه في اللحام التلقائي بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل للألمنيوم أو المغنيسيوم عند استخدام الهيليوم كغاز واقٍ. [ 25 ] يُولّد القطب السالب حرارةً عن طريق انبعاث الإلكترونات التي تنتقل عبر القوس الكهربائي، مما يُسبب تأينًا حراريًا للغاز الواقي ويرفع درجة حرارة المعدن الأساسي. يتدفق الغاز الواقي المتأين باتجاه القطب، وليس باتجاه المعدن الأساسي، وهذا قد يسمح بتراكم الأكاسيد على سطح اللحام. [ 25 ] يُعد التيار المستمر ذو القطب الموجب (DCEP) أقل شيوعًا، ويُستخدم بشكل أساسي في اللحامات الضحلة نظرًا لتوليد حرارة أقل في المعدن الأساسي. فبدلًا من التدفق من القطب إلى المعدن الأساسي، كما هو الحال في DCEN، تتدفق الإلكترونات في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى وصول القطب إلى درجات حرارة عالية جدًا. [ 25 ] وللمساعدة في الحفاظ على شكله ومنع تليينه، يُستخدم غالبًا قطب كهربائي أكبر. ومع تدفق الإلكترونات نحو القطب، يتدفق غاز الحماية المتأين عائدًا نحو المادة الأساسية، مما يُنظف اللحام بإزالة الأكاسيد والشوائب الأخرى، وبالتالي يُحسّن جودته ومظهره. [ 25 ]

يُستخدم التيار المتردد عادةً في لحام الألومنيوم والمغنيسيوم يدويًا أو شبه آليًا، حيث يجمع بين التيارين المستمرين بجعل القطب الكهربائي والمادة الأساسية يتبادلان الشحنة الموجبة والسالبة. يؤدي ذلك إلى تغيير اتجاه تدفق الإلكترونات باستمرار، مما يمنع ارتفاع درجة حرارة قطب التنجستن مع الحفاظ على حرارة المادة الأساسية. [ 25 ] تستمر إزالة أكاسيد السطح خلال الجزء الموجب من دورة اللحام، بينما تُسخّن المادة الأساسية بشكل أعمق خلال الجزء السالب. تُمكّن بعض مصادر الطاقة المشغلين من استخدام موجة تيار متردد غير متوازنة عن طريق تعديل النسبة المئوية الدقيقة للوقت الذي يقضيه التيار في كل حالة من حالات القطبية، مما يمنحهم مزيدًا من التحكم في كمية الحرارة وعملية التنظيف التي يوفرها مصدر الطاقة. [ 25 ] بالإضافة إلى ذلك، يجب على المشغلين الحذر من ظاهرة التقويم ، حيث يفشل القوس الكهربائي في إعادة الاشتعال عند انتقاله من القطبية المستقيمة (القطب السالب) إلى القطبية المعكوسة (القطب الموجب). ولحل هذه المشكلة، يمكن استخدام مصدر طاقة بموجة مربعة ، وكذلك التردد العالي لتشجيع استقرار القوس الكهربائي. [ 25 ]

قطب كهربائي

فئة ISOألوان ISOفئة AWSألوان AWSسبيكة [ 26 ]
ووردبريسأخضرنظام الرفع الإلكترونيأخضرلا أحد
WC20رماديEWe-2البرتقاليحوالي 2% CeO 2
WL10أسودEWLa-1أسود~1% La 2 O 3
WL15ذهبEWLa-1.5ذهب~1.5% La 2 O 3
WL20أزرق سماويEWLa-2أزرق~2% La 2 O 3
WT10أصفرEWTh-1أصفرحوالي 1% من ثاني أكسيد الثوريوم
WT20أحمرEWTh-2أحمرحوالي 2% من ثاني أكسيد الثوريوم
WT30بنفسجيحوالي 3% من ثاني أكسيد الثوريوم
WT40البرتقاليحوالي 4% من ثاني أكسيد الثوريوم
WY20أزرقحوالي 2% Y 2 O 3
WZ3بنيEWZr-1بنيحوالي 0.3% ZrO 2
WZ8أبيضحوالي 0.8% ZrO 2

يُصنع القطب الكهربائي المستخدم في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) من التنجستن أو سبيكة منه، نظرًا لأن التنجستن يتمتع بأعلى درجة انصهار بين المعادن النقية، حيث تبلغ 3422 درجة مئوية (6192 درجة فهرنهايت) . ونتيجةً لذلك، لا يُستهلك القطب أثناء اللحام، على الرغم من إمكانية حدوث بعض التآكل (يُسمى الاحتراق). تتوفر الأقطاب الكهربائية بنوعين: أقطاب ذات سطح نظيف وأقطاب ذات سطح مصقول. الأقطاب ذات السطح النظيف تُنظف كيميائيًا، بينما الأقطاب ذات السطح المصقول تُصقل لتصبح ذات حجم موحد وسطح مصقول، مما يجعلها مثالية لتوصيل الحرارة. يتراوح قطر القطب بين 0.5 و 6.4 مليمتر (0.02 و 0.25 بوصة) ، ويتراوح طوله بين 75 و 610 مليمتر (3.0 و 24.0 بوصة) .    

تم توحيد عدد من سبائك التنجستن من قبل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي وجمعية اللحام الأمريكية في ISO 6848 و AWS A5.12 على التوالي، لاستخدامها في أقطاب GTAW، وهي ملخصة في الجدول المجاور.

  • تُعدّ أقطاب التنجستن النقية (المصنفة كـ WP أو EWP) أقطابًا متعددة الأغراض ومنخفضة التكلفة. تتميز بمقاومة حرارية ضعيفة وانبعاث إلكتروني محدود، ولذا يقتصر استخدامها في لحام التيار المتردد، على سبيل المثال، للمغنيسيوم والألومنيوم. [ 27 ]
  • توفر أقطاب سبيكة أكسيد الثوريوم (أو الثوريا ) أداءً ممتازًا في توليد القوس الكهربائي وبدء التشغيل، مما يجعلها أقطابًا شائعة الاستخدام للأغراض العامة. ومع ذلك، فإن الثوريوم مشع إلى حد ما ، مما يجعل استنشاق الأبخرة والغبار يشكل خطرًا على الصحة، والتخلص منه يشكل خطرًا على البيئة. [ 28 ]
  • يُحسّن أكسيد السيريوم (أو السيريا ) كعنصر مُسبك استقرار القوس الكهربائي وسهولة بدء التشغيل مع تقليل الاحتراق. إضافة السيريوم ليست بنفس فعالية الثوريوم، لكنها تُعطي نتائج جيدة، [ 29 ] والسيريوم غير مُشع. [ 28 ]
  • تتمتع سبيكة أكسيد اللانثانوم (أو اللانثانا ) بتأثير مشابه للسيريوم، وهي أيضاً غير مشعة. [ 28 ]
  • تزيد الأقطاب الكهربائية التي تحتوي على أكسيد الزركونيوم (أو الزركونيا ) من سعة التيار مع تحسين استقرار القوس الكهربائي وبدء التشغيل، بالإضافة إلى زيادة عمر القطب الكهربائي. [ 28 ]

تُستخدم معادن الحشو في جميع تطبيقات اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل تقريبًا، باستثناء لحام المواد الرقيقة. تتوفر معادن الحشو بأقطار مختلفة وتُصنع من مواد متنوعة. في معظم الحالات، يُضاف معدن الحشو، على شكل قضيب، إلى حوض اللحام يدويًا، ولكن تتطلب بعض التطبيقات تغذية آلية لمعدن الحشو، والذي غالبًا ما يُخزن على بكرات أو لفائف. [ 30 ]

غاز واقٍ

إعداد نظام GTAW

كما هو الحال في عمليات اللحام الأخرى ، مثل لحام القوس المعدني بالغاز، تُعد الغازات الواقية ضرورية في لحام القوس المعدني بالغاز لحماية منطقة اللحام من الغازات الجوية كالنيتروجين والأكسجين ، والتي قد تُسبب عيوبًا في الانصهار، ومسامية، وهشاشة معدن اللحام إذا لامست القطب الكهربائي، أو القوس الكهربائي، أو معدن اللحام. كما ينقل الغاز الحرارة من قطب التنجستن إلى المعدن، ويساعد على بدء قوس كهربائي مستقر والحفاظ عليه. [ 31 ]

يعتمد اختيار غاز الحماية على عدة عوامل، منها نوع المادة المراد لحامها، وتصميم الوصلة، والمظهر النهائي المطلوب للحام. يُعدّ الأرجون أكثر غازات الحماية شيوعًا في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW)، إذ يُساعد على منع العيوب الناتجة عن اختلاف طول القوس. عند استخدامه مع التيار المتردد، يُنتج الأرجون لحامًا عالي الجودة ومظهرًا جيدًا. أما غاز الهيليوم، وهو غاز حماية شائع آخر، فيُستخدم غالبًا لزيادة عمق اختراق اللحام في الوصلة، وزيادة سرعة اللحام، ولحام المعادن ذات الموصلية الحرارية العالية، مثل النحاس والألومنيوم. ومن عيوبه الرئيسية صعوبة إشعال القوس الكهربائي، وانخفاض جودة اللحام نتيجة لاختلاف طول القوس. [ 31 ]

تُستخدم مخاليط الأرجون والهيليوم بكثرة في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW)، إذ تُحسّن التحكم في الحرارة المُدخلة مع الحفاظ على مزايا استخدام الأرجون. عادةً ما تُصنع هذه المخاليط من الهيليوم بنسبة 75% أو أكثر، مع نسبة مُتوازنة من الأرجون. تُحسّن هذه المخاليط سرعة وجودة لحام الألومنيوم بالتيار المتردد، وتُسهّل بدء القوس الكهربائي. يُستخدم خليط غاز واقٍ آخر، هو الأرجون والهيدروجين ، في اللحام الآلي للفولاذ المقاوم للصدأ ذي السماكة الرقيقة، ولكن نظرًا لأن الهيدروجين قد يُسبب المسامية، فإن استخداماته محدودة. [ 31 ] وبالمثل، يُمكن أحيانًا إضافة النيتروجين إلى الأرجون للمساعدة في تثبيت الأوستنيت في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وزيادة الاختراق عند لحام النحاس. مع ذلك، ونظرًا لمشاكل المسامية في الفولاذ الفريتي ومحدودية فوائده، فإنه ليس مُضافًا شائعًا لغازات الحماية. [ 32 ]

مواد

تُستخدم لحام القوس الكهربائي بالتنغستن الغازي (GTAW) بشكل شائع في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن غير الحديدية، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم، ولكن يمكن تطبيقه على جميع المعادن تقريبًا، باستثناء الزنك وسبائكه. أما تطبيقاته مع الفولاذ الكربوني فهي محدودة ليس بسبب قيود العملية، بل لوجود تقنيات لحام فولاذية أكثر اقتصادية، مثل لحام القوس المعدني بالغاز (GTAW) ولحام القوس المعدني المحمي (MDR). علاوة على ذلك، يمكن إجراء لحام GTAW في أوضاع مختلفة غير الوضع الأفقي، وذلك حسب مهارة اللحام ونوع المواد المراد لحامها. [ 33 ]

الألومنيوم والمغنيسيوم

لحام TIG يظهر منطقة حفر AC بارزة
صورة مقرّبة لمنطقة النقش بالتيار المتردد في لحام الألمنيوم بتقنية TIG

يُلحم الألومنيوم والمغنيسيوم غالبًا باستخدام التيار المتردد، ولكن يُمكن أيضًا استخدام التيار المستمر، [ 34 ] وذلك حسب الخصائص المطلوبة. قبل اللحام، يجب تنظيف منطقة العمل، ويمكن تسخينها مسبقًا إلى درجة حرارة تتراوح بين 175 و200 درجة مئوية (347 إلى 392 درجة فهرنهايت) للألومنيوم، أو إلى 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت) كحد أقصى لقطع المغنيسيوم السميكة، وذلك لتحسين الاختراق وزيادة سرعة اللحام. [ 35 ] يُمكن للتيار المتردد أن يُوفر تأثير التنظيف الذاتي، حيث يُزيل طبقة أكسيد الألومنيوم الرقيقة المقاومة للحرارة التي تتشكل على الألومنيوم في غضون دقائق من تعرضه للهواء. يجب إزالة طبقة الأكسيد هذه لإتمام عملية اللحام. [ 35 ] عند استخدام التيار المتردد، يُفضل استخدام أقطاب التنجستن النقية أو أقطاب التنجستن المُزركنة على الأقطاب المُثوَّرة، لأن الأخيرة أكثر عرضة لتناثر جزيئات القطب عبر قوس اللحام إلى داخل منطقة اللحام. يُفضّل استخدام رؤوس أقطاب كهربائية غير حادة، وينبغي استخدام غاز الأرجون النقي كغاز واقٍ للقطع الرقيقة. يسمح إدخال غاز الهيليوم باختراق أكبر في القطع السميكة، ولكنه قد يُصعّب بدء القوس الكهربائي. [ 35 ]    

يمكن استخدام التيار المستمر، سواءً كان موجبًا أو سالبًا، في لحام الألومنيوم والمغنيسيوم. يسمح التيار المستمر ذو القطبية السالبة (DCEN) باختراق عالٍ. [ 35 ] يُستخدم غاز الأرجون عادةً كغاز واقٍ في لحام الألومنيوم باستخدام التيار المستمر ذي القطبية السالبة. غالبًا ما تُستخدم غازات واقية ذات محتوى عالٍ من الهيليوم لتحقيق اختراق أعلى في المواد السميكة. تُعد الأقطاب الكهربائية المحتوية على الثوريوم مناسبة للاستخدام في لحام الألومنيوم باستخدام التيار المستمر ذي القطبية السالبة. يُستخدم التيار المستمر ذو القطبية الموجبة (DCEP) بشكل أساسي في اللحامات الضحلة، وخاصةً تلك التي يقل سمك وصلاتها عن 1.6 مم (0.063 بوصة) . يُستخدم عادةً قطب كهربائي من التنجستن المُثوّر، إلى جانب غاز الأرجون النقي كغاز واقٍ. [ 35 ]  

الصلب

في لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) للفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ، يُعد اختيار مادة الحشو أمرًا بالغ الأهمية لمنع المسامية المفرطة. يجب إزالة الأكاسيد من مادة الحشو وقطع العمل قبل اللحام لمنع التلوث، ويُنصح بتنظيف السطح بالكحول أو الأسيتون مباشرةً قبل اللحام. [ 36 ] لا يتطلب التسخين المسبق عادةً الفولاذ الطري الذي يقل سمكه عن بوصة واحدة، ولكن قد يتطلب الفولاذ منخفض السبائك التسخين المسبق لإبطاء عملية التبريد ومنع تكوّن المارتنسيت في المنطقة المتأثرة بالحرارة . كما يجب تسخين فولاذ الأدوات مسبقًا لمنع التشققات في المنطقة المتأثرة بالحرارة. لا يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التسخين المسبق، بينما يتطلبه الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي والفريتي الكرومي. يُستخدم عادةً مصدر طاقة DCEN، ويُنصح باستخدام أقطاب كهربائية مُثوَّرة ذات طرف حاد. يُستخدم غاز الأرجون النقي لقطع العمل الرقيقة، ولكن يمكن استخدام غاز الهيليوم مع زيادة السمك. [ 36 ]

المعادن المختلفة

غالبًا ما تُضيف عملية لحام المعادن المختلفة صعوبات جديدة إلى لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW ) ، لأن معظم المواد لا تندمج بسهولة لتكوين رابطة قوية. مع ذلك، تُستخدم لحامات المواد المختلفة في تطبيقات عديدة في التصنيع، وأعمال الصيانة، ومنع التآكل والأكسدة . [ 37 ] في بعض الوصلات، يُختار معدن حشو متوافق للمساعدة في تكوين الرابطة، وقد يكون هذا المعدن هو نفسه أحد المواد الأساسية (على سبيل المثال، استخدام معدن حشو من الفولاذ المقاوم للصدأ مع الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني كمواد أساسية)، أو معدنًا مختلفًا (مثل استخدام معدن حشو من النيكل لربط الفولاذ والحديد الزهر ). يمكن طلاء أو تغطية مواد شديدة الاختلاف بمادة متوافقة مع معدن حشو معين، ثم لحامها. إضافةً إلى ذلك، يُمكن استخدام لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) في التكسية أو التغطية السطحية للمواد المختلفة. [ 37 ]

عند لحام المعادن المختلفة، يجب أن يكون الوصل دقيقًا، مع مراعاة أبعاد الفجوة وزوايا الشطف المناسبة. ينبغي توخي الحذر لتجنب إذابة كمية زائدة من المعدن الأساسي. يُعد التيار النبضي مفيدًا بشكل خاص لهذه التطبيقات، حيث يساعد على الحد من الحرارة المُدخلة. يجب إضافة معدن الحشو بسرعة، وتجنب تكوين حوض لحام كبير لمنع تخفيف المواد الأساسية. [ 37 ]

اختلافات العملية

التيار النبضي

في وضع التيار النبضي، يتناوب تيار اللحام بسرعة بين مستويين. يُعرف مستوى التيار الأعلى بتيار النبض، بينما يُسمى مستوى التيار الأدنى بتيار الخلفية. خلال فترة تيار النبض، تُسخّن منطقة اللحام ويحدث الانصهار. عند انخفاض التيار إلى تيار الخلفية، تُترك منطقة اللحام لتبرد وتتصلب. يتميز لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) بالتيار النبضي بعدة مزايا، منها انخفاض مدخلات الحرارة، وبالتالي تقليل التشوه والالتواء في القطع الرقيقة. إضافةً إلى ذلك، يسمح هذا الأسلوب بتحكم أكبر في حوض اللحام، ويمكنه زيادة عمق اختراق اللحام وسرعته وجودته. هناك طريقة مشابهة، وهي لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل المبرمج يدويًا، تسمح للمشغل ببرمجة معدل ومقدار محددين لتغيرات التيار، مما يجعلها مفيدة للتطبيقات المتخصصة. [ 38 ]

دابر

تُستخدم تقنية التثقيب لوضع معدن اللحام بدقة على الحواف الرقيقة. تحاكي هذه العملية الآلية حركات اللحام اليدوي عن طريق تغذية سلك حشو بارد أو ساخن في منطقة اللحام وتثقيبه (أو تحريكه بالتذبذب) داخل قوس اللحام. يمكن استخدامها مع التيار النبضي، وتُستخدم في لحام مجموعة متنوعة من السبائك، بما في ذلك التيتانيوم والنيكل وفولاذ الأدوات. تشمل التطبيقات الشائعة إعادة بناء موانع التسرب في محركات الطائرات النفاثة ، وتصنيع شفرات المناشير، وقواطع التفريز ، وريش المثاقب ، وشفرات جزازات العشب. [ 39 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ ويمان 2003 ، ص 31 ، 37-38 
  2. ↑ هيرثا أيرتون. القوس الكهربائي ، الصفحات 20 و 94 . شركة دي فان نوستراند، نيويورك، 1902.
  3. 1 2 أندرس، أ. (2003). "تتبع أصل علم بلازما القوس - الجزء الثاني: التفريغات المستمرة المبكرة" . معاملات IEEE في علوم البلازما . 31 (5): 1060-1069 . Bibcode : 2003ITPS...31.1060A . doi : 10.1109 / TPS.2003.815477 . OSTI 823202. S2CID 11047670 .  
  4. ↑ الموسوعة السوفييتية الكبرى ، مقالة "Дуговой разняд" (م. القوس الكهربائي )
  5. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 5-8 
  6. 1 2 3 لينكولن إلكتريك 1994 ، الصفحات 1.1-7–1.1-8 
  7. ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 2,274,631
  8. ↑ أوتراشي، جيرالد (2012). اللحام المتقدم للسيارات . نورث برانش، مينيسوتا: كار تك. ص 32. ISBN 1934709964
  9. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، ص 8 
  10. 1 2 لينكولن إلكتريك 1994 ، الصفحات 1.1-8 
  11. ↑ شركة ميلر إلكتريك للتصنيع 2013 ، الصفحات 14، 19 
  12. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، ص 75 
  13. ↑ شركة ميلر إلكتريك للتصنيع 2013 ، الصفحات 5، 17 
  14. 1 2 لينكولن إلكتريك 1994 ، الصفحات 5.4-7–5.4-8 
  15. ↑ جيفوس 2002 ، ص 378 
  16. ↑ لينكولن إلكتريك 1994 ، الصفحات 9.4-7 
  17. ↑ فيلازكيز-سانشيز، ألبرتو (26 يونيو 2021). "آليات نقل الحرارة السائدة في عمود قوس البلازما GTAW" . كيمياء البلازما ومعالجة البلازما . 41 (5): 1497-1515 . Bibcode : 2021PCPP...41.1497V . doi : 10.1007/s11090-021-10192-5 . S2CID 235638525. تاريخ الاسترجاع: 9 أبريل 2023 . 
  18. 1 2 كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 42، 75 
  19. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، ص 77 
  20. ↑ واتكينز وميزيا 2003 ، الصفحات 424-426 
  21. ^ مينيك 1996 ، ص 120 – 21 
  22. 1 2 3 كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 74-75 
  23. 1 2 3 كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 71-72 
  24. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، ص 71 
  25. 1 2 3 4 5 6 7 مينيك 1996 ، ص 14-16 
  26. ↑ ISO 6848 ; AWS A5.12 .
  27. ↑ جيفوس 1997 ، ص 332 
  28. 1 2 3 4 Arc-Zone.com 2009 ، ص. 2 
  29. ↑ AWS D10.11M/D10.11 - معيار وطني أمريكي - دليل لحام الطبقة الجذرية للأنابيب بدون دعامة . جمعية اللحام الأمريكية. 2007.
  30. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 72-73 
  31. 1 2 3 مينيك 1996 ، ص 71-73 
  32. ↑ جيفوس 2002 ، ص 361 
  33. ↑ ويمان 2003 ، ص 31 
  34. ↑ كابوستكا، نيك. "لحام القوس الكهربائي للألمنيوم والمغنيسيوم" (ملف PDF) . EWI. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 12 أغسطس 2019. تم الاطلاع عليه في 10 أغسطس 2022 .
  35. 1 2 3 4 5 مينيك 1996 ، ص 135-149 
  36. 1 2 مينيك 1996 ، ص 156 – 169 
  37. 1 2 3 مينيك 1996 ، ص 197-206 
  38. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 75-76 
  39. ↑ كاري وهيلزر 2005 ، الصفحات 76-77 

فهرس

  • الجمعية الأمريكية للحام (2004). دليل اللحام، عمليات اللحام، الجزء 1. ميامي، فلوريدا : الجمعية الأمريكية للحام. ISBN 978-0-87171-729-0.
  • موقع Arc-Zone.com (2009). "اختيار التنجستن" (ملف PDF) . كارلسباد، كاليفورنيا : Arc-Zone.com . تاريخ الاسترجاع: 15 يونيو 2015 .
  • كاري، هوارد ب.؛ هيلزر، سكوت س. (2005). تكنولوجيا اللحام الحديثة . أبر سادل ريفر، نيو جيرسي : بيرسون إديوكيشن. ISBN 978-0-13-113029-6.
  • جيفوس، لاري ف. (1997). اللحام: المبادئ والتطبيقات (  الطبعة الرابعة). تومسون ديل مار. ISBN 978-0-8273-8240-4.
  • جيفوس، لاري (2002). اللحام: المبادئ والتطبيقات (  الطبعة الخامسة). تومسون ديل مار. ISBN 978-1-4018-1046-7.
  • لينكولن إلكتريك (1994). دليل إجراءات لحام القوس الكهربائي . كليفلاند : لينكولن إلكتريك. ISBN 978-99949-25-82-7.
  • شركة ميلر إلكتريك للتصنيع (2013). إرشادات لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل (GTAW) (ملف PDF) . أبلتون، ويسكونسن : شركة ميلر إلكتريك للتصنيع. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 8 ديسمبر 2015.
  • مينيك، ويليام هـ. (1996). دليل لحام القوس الكهربائي بالغاز الخامل . تينلي بارك ، إلينوي : شركة جودهارت-ويلكوكس . ISBN 978-1-56637-206-0.
  • واتكينز، آرثر د.؛ ميزيا، رونالد إي (2003). تحسين سلامة لحام إغلاق الفولاذ المقاوم للصدأ على المدى الطويل في حاويات النفايات النووية المستهلكة القياسية لوزارة الطاقة الأمريكية . اتجاهات في أبحاث اللحام 2002: وقائع المؤتمر الدولي السادس. الجمعية الأمريكية للمعادن الدولية.
  • ويمان، كلاس (2003). دليل عمليات اللحام . نيويورك: دار نشر سي آر سي. رقم ISBN 978-0-8493-1773-6.