إتقان استهلاك مواد اللحام للتحكم في التكاليف

تُعد معايير استهلاك مواد اللحام في التطبيقات الصناعية الخاصة بالغلايات وأوعية الضغط والهياكل الفولاذية عناصر أساسية للحسابات التكاليفية وإدارة المخزون وتخطيط الإنتاج. ويمكن أن تحدث هدر في المواد وعدم دقة في التحكم بالتكلفة عندما يتجاوز استهلاك مواد اللحام أو يقل بشكل كبير عن التقديرات المحددة.

يقدم هذا المقال المنطق الأساسي للحساب والصيغ القياسية والجداول المرجعية العملية المستخدمة في عمليات اللحام الشائعة، لمساعدتك على إتقان الطرق الدقيقة لحساب استهلاك مواد اللحام بسرعة.

1. المنطق الأساسي للحساب

يتم حساب الحصص لجميع طرق اللحام وفقًا للمبدأ الأساسي المتمثل في "الحجم النظري لمادة الحشو + عامل خسارة العملية"، أي:
استهلاك مواد اللحام الفعلية = الحجم النظري لمعدن اللحام (مملوء) × (1 + عامل خسارة العملية)

في الشكل المبسط:

استهلاك أقطاب اللحام (كجم) = وزن معدن اللحام × 1.7

استهلاك سلك اللحام (كجم) = وزن معدن اللحام × 1.04

استهلاك التدفق في لحام القوس المغمور (كجم) = استهلاك السلك × 1.7

حيث:

الحجم النظري لمعدن اللحام = مساحة مقطع اللحام × طول اللحام × كثافة المادة.

يعتبر معامل الخسارة في العملية ناتج البقع، وبدء القوس، وإطفاء القوس، وبقايا الرماد/التدفق، إلخ.

2. الصيغ القياسية للطرق الشائعة في اللحام

تختلف طرق اللحام المختلفة (مثل اللحام اليدوي بالقوس الكهربائي، واللحام بالقوس المغمور، واللحام القوسي بالتانغستن والغاز) من حيث معاملات الفقد وأساليب الحساب. تعتمد صيغ اللحام اليدوي بالقوس الكهربائي واللحام القوسي بالتانغستن والغاز على المعيار GB 985، في حين تتبع أبعاد مفاصل اللحام بالقوس المغمور المعيار GB 986، "الأشكال والأبعاد الأساسية لمفاصل اللحام بالقوس المغمور"، لضمان توافق حسابات الحصص مع المعايير الوطنية.

تعريفات المعاملات الأساسية (يجب الحصول عليها من الرسومات / بطاقات العمليات)

الصيغة الشاملة للحجم النظري للملء:

الملء = F × L × P × 10 ^-6 (كغ)

الجدول 1: صيغ استهلاك مواد اللحام ومعاملات الفقد

لاستهلاك القطب:
الصيغة "استهلاك القطب = 2 × كمية الحشو النظرية" تقابل عامل خسارة يتراوح بين 20٪ و30٪. في الواقع، هذا يعني أن استهلاك الأقطاب الفعلية يساوي تقريبًا ضعف كمية معدن اللحام المترسب، مما يؤدي إلى كفاءة رصف تتراوح بين 50٪ و60٪. وبعبارة أخرى، فإن الكيلوجرام الواحد من الأقطاب يُنتج حوالي 0.5–0.6 كجم من معدن اللحام. ويتم حساب معامل الاستهلاك على أنه المعكوس النسبي لكفاءة الرصف: عند كفاءة 50٪، يكون المعامل 2.0؛ وعند كفاءة 60٪، ينخفض إلى حوالي 1.67.

لاستهلاك التدفق:
تُظهر الصيغة "استهلاك الفلوكس = 1.25 × استهلاك السلك" أن معاملات استهلاك الفلوكس ليست ثابتة. على سبيل المثال، فإن العامل الشائع الاستخدام والبالغ 1.7 هو تقدير متحفظ يأخذ في الاعتبار عدم اكتمال استرداد الفلوكس، في حين أن القيمة 1.25 تعكس ظرفاً مثالياً مع إعادة تدوير فعالة للفلوكس. في بعض الحالات، يتم استخدام طريقة مختلفة، مثل تطبيق معدل استهلاك فلوكس ثابت قدره 0.5 كجم لكل متر من اللحام، كما هو موضح في الجدول 1.

ملاحظة خاصة: تحويل مواد اللحام
إذا تم تغيير طريقة اللحام مؤقتًا أثناء الإنتاج، يمكن تحويل كمية استهلاك المواد بسرعة باستخدام المعاملات التالية:

الأقطاب = 1.7 × استهلاك السلك = 1.75 × استهلاك الفلوكس

بعبارة أخرى، نسبة التحويل هي:
القطب : سلك اللحام القوسي المغمور : الفلوكس = 1 : 0.6 : 0.9

3. حساب مساحة المقطع العرضي للحام (F)

غالبًا ما تكون مساحة المقطع العرضي للحام الجزء الأصعب في الحساب الدقيق. فيما يلي السيناريوهات الصناعية الشائعة:

لحام فيلت (بدون تشغيل، مثل وصلات T في الهياكل الفولاذية):

F=0.5xK ² (K=طول الساق)

مثال: K = 6 مم → F = 18 مم².

لحام رأسي، تشغيل نوع I (ألواح رقيقة ≤ 6 مم):
مثال: δ = 5 مم، فجوة القاع b = 2 مم → F = 10 مم².

لحام SAW رأسي، تشغيل نوع V (ألواح متوسطة إلى سميكة):
مثال: t = 25 مم، b = 1 مم، c = 3 مم → F ≈ 276 مم².

لحام لوحة SAW (بدون تشغيل، ألواح رقيقة):
مثال: t = 10 مم، B = 20 مم، c = 3 مم → F = 90 مم².

4. جداول مرجعية عملية

إذا لم تكن الحسابات اليدوية مطلوبة، يمكنك الرجوع مباشرة إلى الجداول التالية للحصول على استهلاك مواد اللحام لكل وحدة طول (1 متر) أو لكل وصلة، وتغطي هذه الجداول عمليات شائعة مثل لحام القوس المغمور (SAW) ولحام القوس الكهربائي بالقطب المغطى (SMAW).

الجدول 2: استهلاك لحام الزاوية بتقنية SMAW (الصلب، كثافة = 7.85 غم/سم³)

الجدول 3: استهلاك لحام الطرف المقطوع بالقصدير (δ = 10–30 مم، تجويف على شكل V/X)

5. نصائح رئيسية لتجنب الأخطاء

معلمات دقيقة:
تأكد دائمًا من زاوية المخرزة ووجه الجذر وفجوة الجذر وفقًا لمعيار GB 986. ويشمل ذلك طول بدء ونهاية القوس (حوالي 10 مم لكل منهما).

معايرة معامل الفقد:
قم بإجراء لحامات تجريبية ووزن المادة المتبقية لضبط معدلات الفقد الفعلية. بالنسبة للحام اليدوي بالقطر الكهربائي (SMAW)، قم بالتعديل بناءً على مهارة اللحام.

مواد خاصة:
بالنسبة للصلب المقاوم للصدأ، أو الألومنيوم، أو السبائك، قم بتعديل الكثافة وفقًا لذلك (مثلًا: الألومنيوم = 2.7 جم/سم³).

الاستنتاج

يجب تخصيص معايير استهلاك مواد اللحام وفقًا لمتطلبات كل حالة على حدة، لأنها لا تتبع نمطًا عالميًا. إن دمج الصيغ الصناعية مع المعايرة الواقعية يُنتج النتائج الأكثر دقة، على الرغم من أن المعاملات والصيغ الصناعية توفر تقديرات موثوقة. فالشركات المصنعة التي تفهم هذه الحسابات وتعمل على إجراء تعديلات محددة بالعملية ستحقق كفاءة أفضل في التكلفة من خلال تقليل الهدر وإدارة المخزون بشكل مُحسّن.