ربما تكون على دراية بمشهد الشرر المتطاير من اللحام في أحد المصانع. اللحام، عملية ربط الفولاذ، تبدو بسيطة، ولكن هناك ما هو أكثر بكثير مما تراه العين. لماذا تكون بعض الوصلات الملحومة قوية ومتينة، في حين أن بعضها الآخر يتشقق بهدوء، بل ويتسبب في حوادث خطيرة؟ سنتحدث اليوم عن قابلية لحام الفولاذ وتلك المناطق الخطرة التي يجب أن تعرفها تمامًا. 1. "مزاج" الفولاذ: لماذا يسهل لحام بعض أنواع الفولاذ، بينما يصعب لحام البعض الآخر؟ ببساطة، تشير قابلية لحام الفولاذ إلى "تعاون" الفولاذ أثناء اللحام. ويخبرك ما إذا كان هذا النوع من الفولاذ يمكنه إنتاج وصلة قوية خالية من العيوب باستخدام طرق اللحام العادية. ويكمن جوهر في التركيب الكيميائي للصلب، وخاصة الكربون. يكون الفولاذ الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون، مثل بعض أنواع الفولاذ{7}}التي تحتوي على نسبة عالية من الكربون، عرضة بشكل خاص للتشقق أثناء اللحام. لماذا؟ لأن ارتفاع درجة الحرارة أثناء اللحام يؤدي إلى ذوبان الفولاذ موضعياً ثم يبرد بسرعة. تشبه هذه العملية التسقية، حيث تنتج بسهولة بنية صلبة وهشة في وصلة مارتنسيت-. إنها هشة ولا يمكنها تحمل الضغط الداخلي الناتج أثناء اللحام، مما يؤدي إلى حدوث تشققات. إلى جانب الكربون، تؤثر عناصر مثل المنغنيز والسيليكون أيضًا على صعوبة اللحام. إنها تزيد من "صلابة" الفولاذ، مما يجعل المنطقة الملحومة أكثر عرضة للتصلب والهشاشة. لذلك، عندما تحصل على نوع من الفولاذ، انظر أولاً إلى تركيبته للحصول على فكرة عامة عن صعوبة اللحام. عملية اللحام هي عامل رئيسي آخر. يؤثر التيار وسرعة اللحام وما إذا كان سيتم التسخين مسبقًا ونوع مادة اللحام المستخدمة-كل اختيار بشكل مباشر على النتيجة. إذا تم اختيار العملية بشكل صحيح، فحتى الفولاذ الذي يصعب-لحامه-يمكن أن يؤدي إلى وصلة جيدة؛ إذا كانت العملية خاطئة، فمن الممكن أن يتلف حتى-لحام الفولاذ-السهل. ثانيا. "الروابط الضعيفة" في الوصلات الملحومة: ثلاث مناطق خطيرة رئيسية اللحام ليس مجرد "لصق" قطعتين من المعدن معًا. تحت تأثير حرارة اللحام، تخضع منطقة صغيرة بالقرب من المفصل لتغيرات معقدة، والتي غالبًا ما تكون أصل المشكلة. 1. منطقة الانصهار والحرارة-المنطقة المتأثرة: "المنطقة الزلقة" للأداء وهذا هو المكان الذي يلتقي فيه اللحام والمعدن الأساسي. منطقة الانصهار ضيقة جدًا، حيث يذوب المعدن جزئيًا وينصهر جزئيًا، مما يؤدي إلى تكوين غير متساوٍ وحبيبات خشنة. وهي الحلقة الأضعف في المفصل وغالباً ما تكون المكان الذي تبدأ فيه التشققات. وبجوارها توجد المنطقة-المتأثرة بالحرارة. لم يذوب المعدن الأساسي، ولكن تم "خبزه"، مما أدى إلى تغيير خصائصه. المنطقة المحمومة هي الأكثر خطورة. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى نمو الحبوب بسرعة، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في صلابة الفولاذ وزيادة الهشاشة، مما يجعله عرضة للفشل تحت تأثير الأحمال. في بعض مناطق التحول الطورية، تكون البنية المجهرية مضطربة، مما يقلل من القوة والمتانة.
2. "عش" الشقوق: الشقوق الساخنة والباردة. الشقوق هي العيوب الأكثر رعبا في اللحام، والتي تسبب بشكل مباشر فشل المفاصل. غالبًا ما تظهر الشقوق الساخنة في منتصف اللحام أو في منطقة الانصهار، وتحدث أثناء اللحام. ويرجع ذلك إلى أنه في المراحل اللاحقة من تصلب اللحام، يتم تفكيك بعض الشوائب ذات درجة الانصهار المنخفضة-التي لا تزال متصلة، عن طريق الضغط الداخلي. الشقوق الباردة أكثر خطورة، ومن المحتمل أن تظهر بعد ساعات أو حتى أيام من اللحام. وهي تفضل الظهور في المنطقة-المتأثرة بالحرارة أو منطقة الاندماج، وخاصة في لحام الفولاذ عالي الكربون-وسبائك الفولاذ. وترتبط بثلاثة عوامل: ميل الفولاذ إلى التصلب والهشاشة، وإجهاد الشد المتولد أثناء اللحام، ومحتوى الهيدروجين في الوصلة (الهيدروجين من مواد اللحام أو الرطوبة المحيطة). عند استيفاء هذه الشروط الثلاثة-الهيدروجين والهشاشة والصلابة-، يصعب تجنب الشقوق الباردة. 3. شكل "المصيدة": حتى مع عملية اللحام المثالية، يمكن أن يكون شكل المفصل نفسه مصدرًا لتركيز الضغط. نقاط البداية والنهاية للحام، والانتقال الحاد بين اللحام والمعدن الأساسي، وجذر اللحامات الشرائحية كلها أماكن يتغير فيها الشكل فجأة. عندما يتم تطبيق قوى خارجية، يمكن أن تصبح القوة "عالقة" وتتضخم بسرعة، مما يؤدي إلى تركيز الضغط. يمكن أن يؤدي التشغيل المطول تحت الاهتزاز والتحميل الدوري (مثل الأعمدة الرئيسية لتوربينات الرياح وأذرع الحفارات) إلى ظهور شقوق الكلال عند هذه النقاط، مما يؤدي في النهاية إلى الكسر.
ثالثا. كيف تربح هذه "المعركة الدفاعية"؟ معرفة مكان العدو يسمح بالدفاع المستهدف. أولاً، اختر العملية الصحيحة بناءً على المادة. لا تجبرها عند لحام الفولاذ الصعب. قم بالتسخين المسبق إذا لزم الأمر لإبطاء معدل التبريد؛ اختيار مواد اللحام المطابقة، وأحيانًا استخدام مواد ذات صلابة أفضل ومحتوى هيدروجيني أقل للتعويض عن أوجه القصور في المعدن الأساسي. في التصنيع المتقدم، ولحام الفولاذ الخاص عالي القوة-، يتم استخدام مصادر الحرارة الدقيقة مثل اللحام بالليزر ولحام شعاع الإلكترون لتقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة-. ثانيًا، يعد العمل الدقيق والمراقبة الدقيقة للمناطق الخطرة أمرًا ضروريًا. أثناء التشغيل، تأكد من تشكيل اللحام بسلاسة وتجنب العيوب مثل التقويض والاختراق غير الكامل؛ التعامل بمهارة مع بدء القوس وإنهائه، ومن الأفضل استخدام لوحة بداية القوس-؛ بالنسبة للمكونات المهمة بشكل خاص،-المعالجة الحرارية بعد اللحام، مثل تخفيف الإجهاد-التليين، يمكن أن تقضي على الإجهاد المتبقي الضار. وأخيرا، فإن التفتيش الدقيق أمر بالغ الأهمية. اللحام ليس النهاية. إن طرق الاختبار غير المتلفة-مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية والاختبار الشعاعي تشبه إجراء "فحص مادي" للمفاصل الملحومة، حيث يتم الكشف عن الشقوق الداخلية والمسامية والعيوب الأخرى غير المرئية بالعين المجردة، مما يضمن السلامة المطلقة. وفي الختام فإن اللحام يربط الفولاذ ويحمل ثقل الأمان. سواء أكانت سفينة ضخمة، أو مسارًا للسكك الحديدية-عالي السرعة، أو جسم أداة آلية دقيقة، فإن جودة الوصلات الملحومة هي شريان الحياة للسلامة الهيكلية. في التصنيع المتقدم، مع التطوير المستمر للمواد والهياكل المعقدة بشكل متزايد، وصلت متطلبات موثوقية اللحام إلى مستويات غير مسبوقة. إن فهم قابلية اللحام للصلب يعني فهم جوهر المادة؛ إن توخي الحذر بشأن مناطق اللحام الخطرة هو فهم مفتاح مراقبة الجودة. هذه ليست مجرد مهارة لعمال اللحام، ولكنها معرفة عامة تتطلبها سلسلة التصميم والعملية وفحص الجودة بأكملها. ما هي مشاكل اللحام الصعبة التي واجهتها في العمل؟ أو هل أنت مهتم بعمليات اللحام لأي مواد خاصة؟ لا تتردد في ترك تعليق ومشاركة تجاربك حتى نتمكن من مناقشتها معًا.
