شرح مفصل للمعرفة الأساسية باللحام المعدني المتباين

هناك بعض المشاكل المتأصلة في لحام المعادن المتباينة التي تعيق تطوره، مثل تكوين وأداء منطقة دمج المعادن المتباينة.تحدث معظم الأضرار التي لحقت بهيكل اللحام المعدني المختلف في منطقة الاندماج.ونظرًا لاختلاف خصائص التبلور في اللحامات في كل قسم بالقرب من منطقة الاندماج، فمن السهل أيضًا تشكيل طبقة انتقالية ذات أداء ضعيف وتغييرات في التركيب.

بالإضافة إلى ذلك، بسبب الوقت الطويل في درجة الحرارة المرتفعة، سوف تتوسع طبقة الانتشار في هذه المنطقة، مما سيزيد من عدم استواء المعدن.علاوة على ذلك، عندما يتم لحام معادن مختلفة أو بعد المعالجة الحرارية أو التشغيل بدرجة حرارة عالية بعد اللحام، فغالبًا ما يوجد أن الكربون الموجود على جانب السبائك المنخفضة "يهاجر" عبر حدود اللحام إلى اللحام عالي السبائك، مما يشكل طبقات إزالة الكربنة على كلا الجانبين من خط الانصهار.وطبقة الكربنة، يشكل المعدن الأساسي طبقة إزالة الكربنة على جانب السبائك المنخفضة، وتتشكل طبقة الكربنة على جانب اللحام ذو السبائك العالية.

تتجلى العقبات والعوائق التي تحول دون استخدام وتطوير الهياكل المعدنية المتباينة بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

1. في درجة حرارة الغرفة، تكون الخواص الميكانيكية (مثل الشد والصدم والانحناء وما إلى ذلك) لمنطقة الوصلة الملحومة للمعادن المختلفة أفضل بشكل عام من تلك الخاصة بالمعدن الأساسي المراد لحامه.ومع ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة أو بعد التشغيل لفترة طويلة في درجات حرارة عالية، يكون أداء منطقة المفصل أقل من أداء المعدن الأساسي.مادة.

2. توجد منطقة انتقالية للمارتنسيت بين اللحام الأوستينيت والمعدن الأساسي البرلايت.تتميز هذه المنطقة بصلابة منخفضة وهي عبارة عن طبقة هشة عالية الصلابة.وهي أيضًا منطقة ضعيفة تتسبب في فشل المكونات وتلفها.سوف يقلل من الهيكل الملحوم.موثوقية الاستخدام.

3. سوف تتسبب هجرة الكربون أثناء المعالجة الحرارية بعد اللحام أو التشغيل بدرجة حرارة عالية في تكوين طبقات مكربنة وطبقات منزوعة الكربنة على جانبي خط الدمج.من المعتقد بشكل عام أن تقليل الكربون في الطبقة منزوعة الكربنة سيؤدي إلى تغييرات كبيرة (تدهور بشكل عام) في هيكل وأداء المنطقة، مما يجعل هذه المنطقة عرضة للفشل المبكر أثناء الخدمة.تتركز أجزاء الفشل في العديد من خطوط الأنابيب ذات درجة الحرارة العالية الموجودة في الخدمة أو قيد الاختبار في طبقة إزالة الكربنة.

4. يرتبط الفشل بظروف مثل الوقت ودرجة الحرارة والإجهاد المتناوب.

5. لا يمكن للمعالجة الحرارية بعد اللحام القضاء على توزيع الإجهاد المتبقي في منطقة المفصل.

6. عدم تجانس التركيب الكيميائي.

عندما يتم لحام معادن مختلفة، نظرًا لأن المعادن الموجودة على جانبي اللحام وتركيبة سبيكة اللحام مختلفة بشكل واضح، أثناء عملية اللحام، سوف يذوب المعدن الأساسي ومواد اللحام ويختلطان مع بعضهما البعض.سوف يتغير تجانس الخلط مع تغيير عملية اللحام.التغييرات، وتوحيد الخلط يختلف أيضًا كثيرًا في المواضع المختلفة للمفصل الملحوم، مما يؤدي إلى عدم تجانس التركيب الكيميائي للمفصل الملحوم.

7. عدم تجانس البنية المعدنية.

بسبب انقطاع التركيب الكيميائي للمفصل الملحوم، بعد تجربة الدورة الحرارية للحام، تظهر هياكل مختلفة في كل منطقة من مناطق الوصلة الملحومة، وغالباً ما تظهر هياكل تنظيمية معقدة للغاية في بعض المناطق.

8. انقطاع الأداء.

تؤدي الاختلافات في التركيب الكيميائي والبنية المعدنية للمفاصل الملحومة إلى خواص ميكانيكية مختلفة للمفاصل الملحومة.تختلف القوة والصلابة واللدونة والمتانة وخصائص التأثير وزحف درجات الحرارة العالية وخصائص المتانة للمناطق المختلفة على طول الوصلة الملحومة اختلافًا كبيرًا.هذا عدم التجانس الكبير يجعل مناطق مختلفة من الوصلة الملحومة تتصرف بشكل مختلف تمامًا في ظل نفس الظروف، مع ظهور مناطق ضعيفة ومناطق معززة.خاصة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، تكون الوصلات الملحومة المعدنية المختلفة في الخدمة أثناء عملية الخدمة.غالبا ما تحدث حالات الفشل المبكر.

 خصائص طرق اللحام المختلفة عند لحام معادن مختلفة

يمكن استخدام معظم طرق اللحام في لحام معادن مختلفة، ولكن عند اختيار طرق اللحام وصياغة مقاييس العملية، يجب أخذ خصائص المعادن المتباينة في الاعتبار.وفقًا للمتطلبات المختلفة للمعادن الأساسية والمفاصل الملحومة، يتم استخدام اللحام بالصهر واللحام بالضغط وطرق اللحام الأخرى في لحام المعادن المتباينة، ولكن لكل منها مزاياه وعيوبه.

1. اللحام

إن طريقة اللحام بالصهر الأكثر استخدامًا في لحام المعادن المتباينة هي اللحام بالقوس الكهربائي، واللحام بالقوس المغمور، واللحام بالقوس المحمي بالغاز، واللحام بالكهرباء، واللحام بقوس البلازما، واللحام بشعاع الإلكترون، واللحام بالليزر، وما إلى ذلك. ومن أجل تقليل التخفيف، خفض الانصهار يمكن عادة استخدام نسبة أو التحكم في كمية ذوبان المواد الأساسية المعدنية المختلفة، واللحام بشعاع الإلكترون، واللحام بالليزر، واللحام بقوس البلازما وغيرها من الطرق ذات كثافة طاقة مصدر الحرارة الأعلى.

من أجل تقليل عمق الاختراق، يمكن اعتماد التدابير التكنولوجية مثل القوس غير المباشر، سلك اللحام المتأرجح، القطب الكهربائي الشريطي، وسلك اللحام الإضافي غير النشط.ولكن بغض النظر عن ذلك، طالما أنه لحام بالانصهار، فإن جزءًا من المعدن الأساسي سوف يذوب دائمًا في اللحام ويسبب التخفيف.بالإضافة إلى ذلك، سيتم أيضًا تشكيل مركبات بين معدنية، سهلة الانصهار، وما إلى ذلك.ومن أجل التخفيف من هذه الآثار الضارة، يجب التحكم في زمن بقاء المعادن في الحالة الصلبة السائلة أو ذات درجة الحرارة العالية وتقصيره.

ومع ذلك، على الرغم من التحسين والتحسين المستمر لطرق اللحام ومقاييس العملية، لا يزال من الصعب حل جميع المشاكل عند لحام معادن مختلفة، وذلك لأن هناك أنواعًا عديدة من المعادن، ومتطلبات أداء مختلفة، وأشكال وصلات مختلفة.في كثير من الحالات، يكون من الضروري استخدام اللحام بالضغط أو طرق اللحام الأخرى لحل مشاكل اللحام الخاصة بمفاصل معدنية متباينة معينة.

2. لحام الضغط

تقوم معظم طرق اللحام بالضغط بتسخين المعدن المراد لحامه إلى حالة بلاستيكية فقط أو حتى لا تقوم بتسخينه، ولكنها تطبق ضغطًا معينًا كميزة أساسية.بالمقارنة مع اللحام بالانصهار، يتمتع اللحام بالضغط بمزايا معينة عند لحام وصلات معدنية مختلفة.طالما أن شكل الوصلة يسمح بذلك وطالما أن جودة اللحام يمكن أن تلبي المتطلبات، فإن اللحام بالضغط غالبًا ما يكون خيارًا أكثر منطقية.

أثناء اللحام بالضغط، قد تذوب أو لا تذوب الأسطح البينية للمعادن المتباينة.ومع ذلك، بسبب تأثير الضغط، حتى لو كان هناك معدن منصهر على السطح، فسيتم بثقه وتفريغه (مثل اللحام بالفلاش واللحام بالاحتكاك).فقط في حالات قليلة يبقى المعدن المنصهر بعد اللحام بالضغط (مثل اللحام النقطي).

نظرًا لأن لحام الضغط لا يسخن أو أن درجة حرارة التسخين منخفضة، فإنه يمكن أن يقلل أو يتجنب التأثيرات الضارة للدورات الحرارية على الخواص المعدنية للمعدن الأساسي ويمنع توليد مركبات بين معدنية هشة.يمكن لبعض أشكال اللحام بالضغط أن تضغط على المركبات المعدنية التي تم إنشاؤها خارج المفصل.بالإضافة إلى ذلك، لا توجد مشكلة في التغيرات في خواص معدن اللحام الناتج عن التخفيف أثناء اللحام بالضغط.

ومع ذلك، فإن معظم طرق اللحام بالضغط لها متطلبات معينة لشكل الوصلة.على سبيل المثال، يجب أن يستخدم اللحام البقعي ولحام التماس واللحام بالموجات فوق الصوتية مفاصل اللفة؛أثناء اللحام بالاحتكاك، يجب أن تحتوي قطعة عمل واحدة على الأقل على مقطع عرضي دوار للجسم؛لا ينطبق اللحام الانفجاري إلا على التوصيلات ذات المساحة الأكبر، وما إلى ذلك. معدات اللحام بالضغط ليست شائعة بعد.هذه بلا شك تحد من نطاق تطبيق لحام الضغط.

3. طرق أخرى

بالإضافة إلى اللحام بالصهر واللحام بالضغط، هناك عدة طرق يمكن استخدامها لحام معادن مختلفة.على سبيل المثال، يعتبر اللحام بالنحاس طريقة لحام معادن مختلفة بين معدن الحشو والمعدن الأساسي، ولكن ما تتم مناقشته هنا هو طريقة لحام أكثر خصوصية.

هناك طريقة تسمى لحام الانصهار بالنحاس، أي أن الجانب المعدني الأساسي ذو نقطة الانصهار المنخفضة للمفصل المعدني المتباين ملحوم بالانصهار، والجانب المعدني الأساسي ذو نقطة الانصهار العالية ملحوم بالنحاس.وعادة ما يتم استخدام نفس المعدن مثل المادة الأساسية ذات نقطة الانصهار المنخفضة كجندي.لذلك، فإن عملية اللحام بين معدن حشو اللحام بالنحاس والمعدن الأساسي ذو نقطة الانصهار المنخفضة هي نفس المعدن، ولا توجد صعوبات خاصة.

تتم عملية اللحام بالنحاس بين معدن الحشو والمعدن الأساسي ذي نقطة الانصهار العالية.المعدن الأساسي لا يذوب أو يتبلور، مما يمكن أن يتجنب العديد من مشاكل قابلية اللحام، ولكن يجب أن يكون معدن الحشو قادرًا على تبليل المعدن الأساسي جيدًا.

هناك طريقة أخرى تسمى اللحام سهل الانصهار أو اللحام بالانتشار سهل الانصهار.يهدف هذا إلى تسخين سطح التلامس للمعادن المتباينة إلى درجة حرارة معينة، بحيث يشكل المعدنان نقطة انصهار منخفضة سهلة الانصهار عند سطح التلامس.يكون سهل الانصهار ذو نقطة الانصهار المنخفضة سائلاً عند درجة الحرارة هذه، ويصبح في الأساس نوعًا من اللحام دون الحاجة إلى لحام خارجي.طريقة اللحام.

وبطبيعة الحال، فإن هذا يتطلب تشكيل نقطة انصهار منخفضة سهلة الانصهار بين المعدنين.أثناء لحام الانتشار للمعادن المتباينة، تتم إضافة مادة طبقة متوسطة، ويتم تسخين مادة الطبقة المتوسطة تحت ضغط منخفض جدًا لتذوب، أو تشكل نقطة انصهار منخفضة سهلة الاستخدام عند ملامستها للمعدن المراد لحامه.الطبقة الرقيقة من السائل المتكونة في هذا الوقت، بعد فترة معينة من عملية الحفاظ على الحرارة، تجعل مادة الطبقة المتوسطة تذوب.عندما يتم نشر جميع مواد الطبقة المتوسطة في المادة الأساسية وتجانسها، يمكن تشكيل وصلة معدنية مختلفة بدون مواد وسيطة.

سينتج هذا النوع من الطريقة كمية صغيرة من المعدن السائل أثناء عملية اللحام.لذلك، يطلق عليه أيضًا اللحام الانتقالي بالطور السائل.السمة المشتركة بينهما هي عدم وجود هيكل صب في المفصل.

الأشياء التي يجب مراعاتها عند لحام معادن مختلفة

1. النظر في الخواص الفيزيائية والميكانيكية والتركيب الكيميائي للحام

(1) من منظور القوة المتساوية، حدد قضبان اللحام التي تلبي الخواص الميكانيكية للمعدن الأساسي، أو ادمج قابلية اللحام للمعدن الأساسي مع قضبان اللحام ذات القوة غير المتساوية وقابلية اللحام الجيدة، ولكن ضع في اعتبارك الشكل الهيكلي للمعدن الأساسي. اللحام لتلبية القوة المتساوية.متطلبات القوة والصلابة الأخرى.

(2) جعل تركيبة السبائك متوافقة مع المادة الأساسية أو قريبة منها.

(3) عندما يحتوي المعدن الأساسي على مستويات عالية من الشوائب الضارة C وS وP، يجب اختيار قضبان اللحام ذات مقاومة أفضل للتشقق ومقاومة المسامية.يوصى باستخدام قطب أكسيد التيتانيوم والكالسيوم.إذا كان لا يزال من غير الممكن حل المشكلة، فيمكن استخدام قضيب اللحام من النوع منخفض الصوديوم والهيدروجين.

2. النظر في ظروف العمل وأداء اللحام

(1) في حالة الحمل الديناميكي وحمل الصدمات، بالإضافة إلى ضمان القوة، هناك متطلبات عالية لمتانة التأثير واستطالة.يجب اختيار أقطاب كهربائية من النوع المنخفض الهيدروجين، ونوع تيتانيوم الكالسيوم، وأقطاب من نوع أكسيد الحديد في وقت واحد.

(2) في حالة ملامستها للوسائط المسببة للتآكل، يجب اختيار قضبان اللحام المناسبة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بناءً على النوع والتركيز ودرجة حرارة العمل للوسائط وما إذا كانت ملابس عامة أو تآكل بين الحبيبات.

(3) عند العمل تحت ظروف التآكل، يجب التمييز بين ما إذا كان تآكلًا عاديًا أو تآكلًا، وما إذا كان تآكلًا عند درجة حرارة عادية أو درجة حرارة عالية.

(4) عند العمل تحت ظروف غير درجة الحرارة، يجب اختيار قضبان اللحام المقابلة التي تضمن الخواص الميكانيكية لدرجة الحرارة المنخفضة أو العالية.

3. ضع في اعتبارك مدى تعقيد الشكل الجماعي للحام والصلابة وإعداد كسر اللحام وموضع اللحام.

(1) بالنسبة لعمليات اللحام ذات الأشكال المعقدة أو السماكات الكبيرة، يكون ضغط الانكماش لمعدن اللحام أثناء التبريد كبيرًا وتكون الشقوق عرضة لحدوثها.يجب اختيار قضبان اللحام ذات المقاومة القوية للتشقق، مثل قضبان اللحام منخفضة الهيدروجين، أو قضبان اللحام ذات المتانة العالية أو قضبان اللحام بأكسيد الحديد.

(2) بالنسبة إلى اللحامات التي لا يمكن قلبها بسبب الظروف، يجب اختيار قضبان اللحام التي يمكن لحامها في جميع المواضع.

(3) بالنسبة لأجزاء اللحام التي يصعب تنظيفها، استخدم قضبان اللحام الحمضية شديدة الأكسدة وغير الحساسة للقياس والزيت لتجنب العيوب مثل المسام.

4. النظر في معدات موقع اللحام

في الأماكن التي لا توجد فيها ماكينة لحام بالتيار المستمر، لا يُنصح باستخدام قضبان اللحام ذات مصدر طاقة محدود بالتيار المستمر.بدلاً من ذلك، يجب استخدام قضبان اللحام المزودة بمصدر طاقة AC وDC.تحتاج بعض أنواع الفولاذ (مثل الفولاذ البرليتي المقاوم للحرارة) إلى التخلص من الإجهاد الحراري بعد اللحام، ولكن لا يمكن معالجتها بالحرارة بسبب ظروف المعدات (أو القيود الهيكلية).يجب استخدام قضبان اللحام المصنوعة من مواد معدنية غير أساسية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي) بدلاً من ذلك، وليس من الضروري إجراء معالجة حرارية بعد اللحام.

5. النظر في تحسين عمليات اللحام وحماية صحة العمال

حيث يمكن لكل من الأقطاب الكهربائية الحمضية والقلوية تلبية المتطلبات، يجب استخدام الأقطاب الكهربائية الحمضية قدر الإمكان.

6. النظر في إنتاجية العمل والعقلانية الاقتصادية

وفي حالة نفس الأداء، يجب أن نحاول استخدام قضبان اللحام الحمضية ذات السعر الأقل بدلاً من قضبان اللحام القلوية.من بين قضبان اللحام الحمضية، يعد نوع التيتانيوم ونوع التيتانيوم والكالسيوم هو الأكثر تكلفة.وفقا لحالة الموارد المعدنية في بلدي، ينبغي تعزيز حديد التيتانيوم بقوة.قضيب اللحام المغلفة.