اللحام النقطي بالمقاومة

الصهر: نبضة تيار تصهر نواة بين صفيحتين مثبّتتين

يصل اللحام النقطي بالمقاومة صفيحتين معدنيتين متراكبتين عند نقاط صغيرة بضغطهما بين قطبين نحاسيين وتمرير تيار كهربائي هائل. تستغرق كل نقطة أقل بكثير من ثانية ولا تحتاج إلى معدن حشو أو غاز. وبه تُبنى هياكل السيارات: انظر داخل فتحة أي باب سيارة وسترى صفوفًا من غمّازات مستديرة صغيرة.

الصورة: BMW Werk Leipzig, CC BY-SA 2.0 de, عبر Wikimedia Commons

اللحام النقطي بالمقاومة · نقطة واحدة في أربع لحظات: ضغط، ولحام، وإبقاء، وتحريراقرأ اللوحات من اليسار إلى اليمين: تُظهر لحام نقطة واحدة في أربع لحظات من دورتها، وتطابق أرقامها الخطوات أدناه.

كيف تعمل

الضغط. يُغلق روبوت أو مكبس قطبين من سبيكة نحاس مبرّدين بالماء على الصفيحتين المتراكبتين. يضغطان بقوة بضعة كيلونيوتن، أي نحو وزن بضع مئات من الكيلوغرامات.
لحام. يتدفق تيار نحو 5,000–20,000 أمبير لعُشر ثانية إلى بضعة أعشار الثانية، عند بضعة فولتات فقط. وتحوّله المقاومة (معارضة المادة للتيار) إلى حرارة، كما في سلك المحمصة. والتماس بين الصفيحتين هو الأكثر مقاومة، فيسخن أولًا. وهناك تتكوّن نواة بشكل عدسة (جيب صغير من معدن منصهر)، عادةً بعرض 4–8 مم.
أبقِ. يتوقف التيار، لكن القطبين يواصلان الضغط بينما تبرد النواة وتتجمد. ويسحب الماء الجاري داخل القطبين الحرارة، فيبقى النحاس باردًا ولا يلتحم بالصفيحة.
الإخراج. ينفتح القطبان، تاركَين غمّازة ضحلة على كل وجه. ويتحرك الروبوت إلى النقطة التالية، عادةً بعد بضعة سنتيمترات على طول الشفة (الحافة المسطحة المتراكبة).

لماذا ينصهر الوسط فقط. النحاس يوصل الكهرباء والحرارة أفضل من الفولاذ بعدة أضعاف، لذا بالكاد يسخن القطبان. والتماس بين الصفيحتين هو أسخن نقطة، فتنمو النواة من الداخل إلى الخارج، مخبّأة عن الأنظار.

حقائق أساسية

المواد: صفائح الفولاذ منخفض الكربون والمطلي بالزنك، والفولاذ المقاوم للصدأ؛ والألومنيوم بآلات خاصة عالية التيار؛ وشرائط النيكل للبطاريات
القطع النموذجية: هياكل السيارات، وأبوابها وأغطية محرّكاتها، وخزانات الأجهزة المنزلية، والرفوف الفولاذية، وحزم البطاريات
حجم القطعة: صفائح عادةً بسمك 0.5–3 مم لكل منها؛ وتجميعات بحجم هيكل سيارة كامل
الدقة: النقطة موضوعة ضمن نحو ±1 مم بواسطة روبوت؛ ودقة القطعة الإجمالية تأتي من جهاز التثبيت
تشطيب السطح: غمّازة صغيرة مستديرة على كل وجه؛ وعادةً مخبّأة في شفة أو مطلية
حجم الدفعة المناسب: إنتاج ضخم؛ وآلات مقاعد صغيرة تخدم ورش الإصلاح وصانعي البطاريات أيضًا
كلفة العدّة والآلة: بضع مئات من الدولارات لوحدة مقعد صغيرة؛ ونحو 100,000 دولار أو أكثر لروبوت مع مسدس لحامه
السرعة: أقل بكثير من ثانية للنقطة؛ ويصنع الروبوت نقطة كل 1–3 ثوانٍ تقريبًا، شاملةً الحركات

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

سريع جدًا وسهل الأتمتة
بلا حشو أو غاز أو فلكس: كلفة منخفضة جدًا للحام
تبقى الحرارة موضعية، فلا تتشوه القطع تقريبًا
قابل للتكرار متى ضُبط التيار والقوة والزمن

الحدود

لوصلات التراكب فقط في الصفائح الرقيقة
يصل عند نقاط، لا درزة مستمرة، فلا يمنع التسرّب
النواة مخبّأة في الداخل، فيصعب فحص الجودة دون اختبارات إتلافية
تتآكل رؤوس الأقطاب ويجب إعادة تشكيلها؛ والألومنيوم يحتاج إلى تيار أعلى بكثير

أين تُستخدم

السياراتالهيكل الأبيض (Body-in-white: غلاف الهيكل الملحوم العاري)، والأبواب، وأغطية المحرّكات، وهياكل المقاعد
الأجهزة المنزليةخزانات الغسالات والأفران والثلاجات
البطارياتلسينات نيكل تصل الخلايا في حزم الدراجات الكهربائية والعدد الكهربائية
الأثاث والعلب المعدنيةالرفوف الفولاذية، والخزائن، والخزانات الكهربائية
السكك الحديديةألواح أجسام عربات القطارات من الفولاذ المقاوم للصدأ