دليل استكشاف أخطاء معدات اللحام الأوتوماتيكية وإصلاحها
تُعد معدات اللحام الأوتوماتيكية من الأصول المهمة في التصنيع الحديث، حيث تلعب دورًا حيويًا في ضمان جودة اللحام والكفاءة التشغيلية. يمكن أن تؤدي أعطال المعدات مباشرةً إلى توقف الإنتاج وزيادة التكاليف وحتى رفض المنتج. يصنف هذا الدليل الأعطال الشائعة ويتناولها عبر أربعة أبعاد رئيسية: التعرف على الأعراض، وتحليل الأسباب المحتملة، واستكشاف الأعطال وإصلاحها خطوة بخطوة، والإجراءات الوقائية. وهو مصمم لمساعدة الفنيين على تحديد المشكلات وحلها بسرعة، وينطبق على عمليات اللحام الأوتوماتيكية السائدة بما في ذلك اللحام بالقوس الغازي المعدني (MIG/MAG) واللحام بغاز التنجستن الخامل (TIG) واللحام بالمقاومة.
I. عيوب جودة اللحام (الفئة الأكثر أهمية)
تؤثر عيوب جودة اللحام تأثيرًا مباشرًا على الخواص الميكانيكية وسلامة المنتج النهائي، وينبغي التحقيق فيها كأولوية. تشمل المشكلات الشائعة سوء مظهر الحبة والمسامية والتشقق وعدم الاندماج أو الاختراق. يتم توفير إرشادات مفصلة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها أدناه:
1. سوء تشكيل حبة اللحام (تقصير، تداخل، تعزيز غير طبيعي، عرض غير منتظم)
| ظاهرة الخلل | الأسباب المحتملة | خطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها وحلها | التدابير الوقائية |
|---|---|---|---|
| تقويض (انحسار الحافة) | 1. تيار لحام مفرط أو جهد كهربائي غير كافٍ 2. سرعة التذبذب السريعة للغاية أو السعة غير الصحيحة 3. عدم كفاية الأسلاك الملتصقة 4. سرعة السفر عالية جداً | 1. التحقق من معلمات العملية مقابل الدليل: تقليل التيار أو زيادة الجهد (يتطلب MIG إعدادات متطابقة، على سبيل المثال، 180 أمبير مع 22-24 فولت) 2. افحص آلية التذبذب: اضبط التردد (موصى به 5-10 هرتز) والسعة (≤10 أضعاف قطر السلك) 3. قياس الالتصاق: MIG عادةً 10-15 مم، TIG التنغستن 2-5 مم 4. تقليل سرعة الحركة: اضبطها وفقًا لسُمك المادة، على سبيل المثال، 300-500 مم/الدقيقة للفولاذ 6 مم في MIG | 1. إجراء معايرة المعلمات الأسبوعية 2. إجراء فحوصات شهرية لمحرك المذبذب وتزييت السكك الحديدية 3. تحقق من طول الالتصاق قبل بدء اللحام |
| التداخل (التعزيز المفرط) | 1. عدم كفاية تيار اللحام أو الجهد الزائد 2. سرعة السفر بطيئة للغاية 3. ارتفاع الشعلة منخفض جدًا (طول القوس قصير جدًا) | 1. قم بزيادة التيار أو خفض الجهد لتثبيت القوس (إشارة مسموعة: "هسهسة" تشير إلى الحالة الطبيعية، و"تصدع" تشير إلى جهد زائد) 2. قم بزيادة سرعة الحركة لمنع فيضان البركة المنصهرة 3. اضبط ارتفاع الشعلة (ارتفاع الشعلة MIG = ارتفاع الشعلة + طول القوس، بشكل عام 15-20 مم) | 1. إجراء اختبار لحام اختبار للتحقق من توافق البارامترات 2. افحص بانتظام دقة مستشعر ارتفاع الشعلة (مثل مستشعر الليزر) |
| عرض اللحام غير المنتظم | 1. انحراف مسار الشعلة (قضبان مفكوكة أو مشكلة في محرك المؤازرة) 2. اختلال محاذاة قطعة العمل (رخاوة التركيبات) 3. عطل في المذبذب (عطل في جهاز التشفير) | 1. حرِّك عربة الشعلة يدويًا للتحقق من عدم وجود ربط للسكة؛ قم بقياس تيار محرك المؤازرة بمقياس متعدد، استبدل المحرك أو المحرك إذا كان غير طبيعي 2. افحص التركيبات: أحكم ربط المثبتات، وتحقق من دقة تحديد الموضع (التفاوت المسموح به ≤0.5 مم) 3. افحص بيانات أداة التشفير: نظف أداة التشفير أو استبدل الكابل إذا كانت القيم متذبذبة | 1. تحقق من أمان التركيبات يوميًا أثناء عمليات التحقق من بدء التشغيل 2. إجراء معايرة فصلية للمحركات المؤازرة وأجهزة التشفير باستخدام مقياس التداخل بالليزر |
2. مسامية اللحام (سطحية أو داخلية)
الأسباب الجذرية: غاز تدريع غير كافٍ أو ملوث؛ زيت أو صدأ أو ملوثات على السلك أو قطعة العمل؛ قوس غير مستقر؛ معدل تبريد مفرط.
إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
- التحقق من غاز التدريع:
- افحص ضغط الأسطوانة: حافظ على ≥0.5 ميجا باسكال للغازات MIG (الأرجون/الغازات المختلطة)، استبدلها إذا كان منخفضًا
- افحص سلامة دائرة الغاز: أغلق صمام الأسطوانة، وراقب مقياس التدفق بحثًا عن انخفاض الضغط (مقبول: ≤0.1 ميجا باسكال خلال 5 دقائق). إذا كان الانخفاض زائدًا، افحص الوصلات والمنظم والصمام اللولبي بحثًا عن أي تسربات (اختبار الماء والصابون)
- تأكيد معدل التدفق: MIG 15-25 لتر/الدقيقة، TIG 8-15 لتر/الدقيقة. اضبط مقياس التدفق أو استبدل صمام الملف اللولبي إذا كان غير دقيق
- تحضير قطعة العمل والأسلاك:
- تنظيف سطح قطعة العمل: امسح منطقة اللحام (≥20 مم) بالكحول/الأسيتون لإزالة الزيت، والصدأ، والقشور
- فحص السلك: افحص البكرة بحثًا عن وجود صدأ أو تلوث. في حالة الاشتباه في وجود رطوبة (مثل أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ)، اخبز في درجة حرارة 200-300 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة
- تقييم استقرار القوس:
- افحص طرف التلامس: استبدله إذا كان بالياً (القطر الداخلي > قطر السلك + 0.2 مم) أو مسدوداً (استبدله بعد كل 500 متر تقريباً من السلك)
- فحص البطانة: استبدلها إذا كانت مهترئة أو منحنية بشكل مفرط مما يسبب مشاكل في التغذية (الحد الأقصى للطول: 5 أمتار؛ الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء: 300 مم)
3. تشقق اللحام (التشققات الساخنة والباردة)
- الشقوق الساخنة (تحدث أثناء اللحام، عادةً على طول خط الوسط أو في الحفرة):
- الأسباب: تركيبة السلك غير صحيحة (على سبيل المثال، سلك عالي الكربون للفولاذ الطري)، وتيار زائد (ارتفاع درجة الحرارة)، وعدم كفاية ملء الحفرة
- الحلول: استخدم سلكًا مناسبًا (على سبيل المثال، ER50-6 للصلب Q235)، وخفض التيار بمقدار 10-15%، وتفعيل وظيفة ملء الحفرة (تمديد وقت ما بعد التدفق بمقدار 1-3 ثوانٍ)
- التشققات الباردة (تحدث أثناء التبريد، عادةً بالقرب من منطقة الاندماج):
- الأسباب: ارتفاع محتوى الكربون في المادة الأساسية (على سبيل المثال، الفولاذ عالي الكربون)، وعدم كفاية التسخين المسبق، وعدم كفاية المعالجة الحرارية بعد اللحام
- الحلول: التحقق من مواصفات المواد؛ التسخين المسبق للفولاذ عالي الكربون/السبائك إلى 150-350 درجة مئوية (التحقق باستخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء)؛ توفير العزل بعد اللحام لمدة 20-30 دقيقة للتبريد المتحكم فيه
4. عدم الاندماج/عدم اكتمال الاختراق (عدم كفاية الترابط مع المادة الأساسية/سمك اللحام غير الكافي)
- عدم الاندماج يحدث عادةً بسبب انخفاض التيار، أو عدم كفاية سعة التذبذب، أو سرعة السفر المفرطة
- الحل: زيادة التيار بمقدار 5-10%، وتوسيع سعة التذبذب (ضمان تغطية القوس للحواف المعدنية الأساسية)، وتقليل سرعة الحركة
- اختراق غير مكتمل: عادةً بسبب ضيق زاوية الأخدود (على سبيل المثال، الأخدود على شكل حرف V <60 درجة)، أو عدم كفاية فجوة الجذر (<2 مم)، أو عدم محاذاة الشعلة
- الحل: تصحيح هندسة الأخدود (وفقًا ل WPS)، وضبط تركيب الوصلة، وإعادة معايرة مسار الشعلة (باستخدام قلادة التعليم)
II. الأعطال التشغيلية (أعطال بدء التشغيل أو وقت التشغيل)
تتسبب هذه الأعطال في تعطل التشغيل. إعطاء الأولوية للفحوصات الكهربائية والميكانيكية قبل فحص أنظمة اللحام.
1. فشل التشغيل (لا يوجد مؤشر طاقة / زر التشغيل معطل)
الأسباب المحتملة:
- مشكلة في مصدر الطاقة الخارجي (تعطل القاطع الرئيسي، جهد غير طبيعي)
- تعطل قاطع الدائرة الداخلية (حمل زائد، ماس كهربائي)
- تم تفعيل الإيقاف الطارئ (لم تتم إعادة ضبطه)
- فشل دائرة التحكم (موصل معطل، لا توجد إشارة PLC)
إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
- تحقق من الطاقة الخارجية: قم بقياس الجهد ثلاثي الأطوار (النطاق الطبيعي: 380 فولت ±10%)، وتأكد من أن القاطع الرئيسي مشغّل
- افحص القواطع الداخلية: افحص القاطع الرئيسي (غالبًا ما يكون مكتوب عليه "MAIN") في لوحة توزيع الطاقة. إذا تعطلت القواطع، تحقق من أسباب الحمل الزائد (على سبيل المثال، محرك معطل)، وأعد ضبطها بمجرد حل المشكلة
- تأكيد التوقف في حالات الطوارئ: تأكد من إعادة ضبط جميع أزرار التوقف الإلكتروني (على اللوحة والمصباح والتركيبات) بشكل صحيح
- اختبر دائرة التحكم: استخدم مقياس متعدد للتحقق من إشارة إدخال PLC (يجب أن تكون 24 فولت موجودة عند الضغط على زر التشغيل). في حالة عدم وجودها، افحص الأسلاك أو استبدل الزر. إذا كانت هناك إشارة PLC ولكن الملامس لا يعمل، استبدل الملف أو الملامس
2. أعطال نظام تغذية الأسلاك (عدم وجود تغذية، تغذية غير منتظمة، سرعة غير مستقرة)
- العطل 1: لا توجد تغذية سلكية
- الأسباب: محرك التغذية لا يعمل (توصيلات مفكوكة، عطل في المحرك)، وبكرات المحرك غير مشغلة بشكل صحيح (آلية شد مفكوكة)، وانحشار الأسلاك (انسداد البطانة، وتشوه الأسلاك)
- الحل: ① افحص جهد المحرك (24 فولت/380 فولت حسب الاقتضاء)، افحص الأسلاك/المحرك إذا لم تكن هناك طاقة ② اضبط آلية الشد على الإعداد المناسب (المسافة البادئة الطفيفة في السلك مقبولة) ③ مسح أو استبدال البطانة، وإزالة السلك التالف
- العيب 2: تغذية غير منتظمة/غير مستقرة
- الأسباب: بكرات محرك مهترئة (حجم غير صحيح)، محامل محرك معيبة، بطانة تالفة (تلوث داخلي)
- الحل: ① استبدال بكرات المحرك بالحجم الصحيح (على سبيل المثال، أخدود 1.2 مم لسلك 1.2 مم) ② تدوير البكرات يدويًا؛ واستبدال المحامل إذا تم اكتشاف عملية غير طبيعية ③ استبدال البطانة (الفاصل الزمني الموصى به: كل 1000 متر تقريبًا من الأسلاك)
3. أعطال الشعلة (عدم وجود قوس، قوس أو قوس غير مستقر، تسرب سائل تبريد/غاز)
- العطل 1: لا يوجد تأسيس القوس
- الأسباب: طرف تلامس مسدود/متهالك (لا يوجد نقل للتيار)، كابل الشعلة تالف (دائرة معطلة)، تعطل مصدر الطاقة (لا يوجد خرج)
- الحل: ① استبدال طرف التلامس، وإزالة البقع من الفوهة ② قياس مقاومة الكابل من طرف إلى طرف (يجب أن تكون أقل من 0.5Ω)، استبداله إذا كانت زائدة ③ التحقق من جهد خرج مصدر الطاقة (عادةً ما يكون MIG OCV 30-40 فولت)، اتصل بالشركة المصنعة في حالة عدم وجود جهد
- العطل 2: تسرب سائل التبريد/الغاز (المشاعل المبردة بالماء)
- الأسباب: وصلة سائل التبريد المفكوكة (موانع تسرب تالفة)، خرطوم سائل التبريد التالف
- الحل: ① إلغاء تنشيط نظام التبريد، وفصل الخطوط، واستبدال الأختام (موصى به كل 3 أشهر) ② فحص الخراطيم، واستبدال مجموعة سائل التبريد في حالة تشققها
ثالثًا. أخطاء نظام التحكم (عدم انتظام البارامترات، أخطاء البرنامج)
يمكن أن تتسبب الأعطال في أنظمة التحكم (PLC، HMI، الماكينات) في حدوث أخطاء منطقية تشغيلية. التركيز على نقل الإشارات وسلامة البرنامج.
1. مشكلات التحكم في المعلمات (عدم القدرة على ضبط المعلمات، والتغييرات التلقائية للمعلمات)
الأسباب المحتملة:
- عطل في HMI (واجهة غير مستجيبة، أخطاء في العرض)
- فشل الاتصال بين PLC-HMI (اتصال مفكوك أو عدم تطابق البروتوكول)
- عيب في وحدة ذاكرة المعلمة (خطأ في EEPROM)
إجراء استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
- إعادة تشغيل النظام: إذا عادت المعلمات إلى وضعها الطبيعي، فقد يشير ذلك إلى وجود خلل مؤقت في البرنامج
- فحص واجهة إدارة واجهة المستخدم: إعادة معايرة واجهة اللمس؛ استبدال كابل الشريط أو واجهة المستخدم بالكامل إذا كانت الشاشة معيبة
- التحقق من الاتصال: أعد ضبط كابلات الاتصال PLC-HMI (على سبيل المثال، RS485)، تحقق من مطابقة تكوين البروتوكول (على سبيل المثال، مودبوس) للمواصفات اليدوية
- استعادة المعلمات: في حالة عدم القدرة على الحفظ، ابدأ تشغيل وظيفة "استعادة المعلمات" وتحميل النسخة الاحتياطية (يوصى بنسخ احتياطية أسبوعية للمعلمات)
2. أعطال نظام المؤازرة (أخطاء تحديد موضع الشعلة، إنذارات المؤازرة)
- الخطأ 1: انحراف الموضع (عدم دقة مسار الشعلة)
- الأسباب: تلوث أداة التشفير (الغبار/الزيت)، وانحراف معلمة محرك المؤازرة، والتشغيل الميكانيكي المفرط (مكونات ناقل الحركة المفكوكة)
- الحل: ① تنظيف سطح أداة التشفير بقطعة قماش خالية من الوبر، وإعادة تركيبها وإعادة معايرتها ② استعادة الإعدادات الافتراضية لبرنامج التشغيل، وإعادة تكوين المكاسب (راجع الدليل) ③ فحص نظام الإرسال، وإحكام ربط المكونات أو استبدال العناصر البالية
- الخطأ 2: إنذار المؤازرة (رموز الخطأ المعروضة، على سبيل المثال، "ALM01")
- الاستجابة: ① راجع قائمة رموز الإنذار في الدليل (على سبيل المثال، "ALM01" تشير إلى التيار الزائد، "ALM02" تشير إلى الحمل الزائد) ② بالنسبة للتيار الزائد: افحص دوائر المحرك بحثًا عن قصور، استبدل المحرك إذا لزم الأمر ③ بالنسبة للحمل الزائد: خفف حمل التشغيل (على سبيل المثال، قلل من التذبذب)، افحص بحثًا عن وجود عائق ميكانيكي
رابعاً. منهجية استكشاف الأخطاء وإصلاحها العامة وبروتوكولات السلامة
1. المنهجية العامة
- البساطة أولاً: ابدأ بالعوامل الخارجية (الطاقة، والغاز، والأسلاك، وقطعة العمل) قبل فحص المكونات الداخلية
- الثابت يسبق الديناميكي: إجراء الفحوصات الميكانيكية التي تعمل بالطاقة قبل إجراء الاختبارات الكهربائية الحية
- البرمجيات قبل الأجهزة: التحقق من معلمات البرنامج قبل فحص المكونات المادية
2. بروتوكولات السلامة
- عزل الطاقة: قم دائمًا بفصل الطاقة عن المعدات وتأمينها بالقفل/الإغلاق أثناء الفحص الكهربائي
- حماية حرارية/إشعاعية: اترك وقت تبريد كافٍ قبل التعامل مع مكونات الشعلة (يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الفوهة 300 درجة مئوية)؛ استخدم معدات الوقاية الشخصية المناسبة بما في ذلك خوذة اللحام والقفازات المقاومة للحرارة
- سلامة التعامل مع الغاز: تأمين أسطوانات الغاز أثناء التبادل؛ فتح المنظمين تدريجيًا؛ الحفاظ على بيئة خالية من اللهب حول مناطق تخزين الغاز
- سلامة نظام التبريد: قم بعزل أنظمة التبريد وتصريفها قبل الصيانة لمنع المخاطر الكهربائية الناتجة عن التسريبات
V. توصيات الصيانة الوقائية (تقليل تواتر الأعطال)
يومياً:
- تنظيف مكونات الشعلة (الفوهة، طرف التلامس) وإزالة الرذاذ
- التحقق من معايير غاز التدريع (الضغط/التدفق) والتحقق من عدم وجود تسربات
- فحص أمان التَرْكِيبات وتنظيف أسطح تحديد موقع الشُّغْلَة
أسبوعيًا:
- معايرة معلمات اللحام وإجراء اختبارات اللحام التجريبية للتحقق من صحة اللحامات
- فحص حالة لفافة المحرك وتنظيف آلية تغذية الأسلاك
- تحقق من حالة تشحيم المحركات المؤازرة والقضبان الموجهة
شهرياً:
- استبدال المكونات القابلة للاستهلاك (البطانة، أطراف التلامس) حسب الاستخدام
- تنظيف مراوح التبريد على مكونات التحكم (PLC، ومحركات المؤازرة)
- النسخ الاحتياطي لمعلمات النظام والبرامج إلى وحدة تخزين خارجية
من خلال تنفيذ هذه الأساليب المنهجية لاستكشاف الأعطال وإصلاحها وممارسات الصيانة هذه، يمكن تحسين موثوقية المعدات بشكل كبير، مما يضمن جودة لحام ثابتة وكفاءة تشغيلية ثابتة. بالنسبة لأعطال النظام المعقدة (مثل مشاكل إمدادات الطاقة الداخلية، وأعطال لوحة التحكم المنطقي القابل للبرمجة)، قم دائمًا بإشراك الدعم الفني المؤهل من الشركة المصنعة للمعدات لمنع حدوث أضرار ثانوية من محاولات الإصلاح غير السليمة.
