في خط اللحام أو منطقة التماس القريبة ، بسبب تأثير اللحام ، يتم تدمير التركيبة الذرية للمادة ، ويطلق على التماس المتكون من تشكيل واجهة جديدة شق اللحام ، والذي يتميز بفجوة حادة ونسبة عرض إلى ارتفاع كبيرة.
يمكن تقسيم التشققات إلى شقوق ساخنة وشقوق باردة وشقوق تآكل إجهادي وتمزق رقائقي وفقًا لدرجة الحرارة ووقت حدوثها. في إنتاج اللحام ، هناك العديد من الأماكن التي تحدث فيها تشققات. تظهر بعض الشقوق على سطح اللحام ويمكن ملاحظتها بالعين المجردة ؛ بعضها مخفي داخل اللحام ولا يمكن العثور عليه إلا من خلال اكتشاف الخلل ؛ يحدث بعضها على اللحام. وبعضها يحدث في المنطقة المتأثرة بالحرارة. وتجدر الإشارة إلى أن التشققات تحدث أحيانًا أثناء عملية اللحام ، وتظهر أحيانًا بعد وضع اللحام أو تشغيله لفترة من الوقت بعد اللحام. هذا الأخير يسمى الشقوق المتأخرة ، وهي أكثر ضررًا. يتم عرض مواقع وأنواع الشقوق الشائعة في الشكل أدناه.
صورة
موقع ونوع الشقوق الشائعة
2. مخاطر شقوق اللحام
صدع اللحام هو العيب الأكثر ضررًا. بالإضافة إلى تقليل قدرة التحمل للمفصل الملحوم ، فإن الفجوة الحادة في نهاية الكراك ستسبب تركيزًا خطيرًا للضغط ، وتعزز توسع الكراك ، وتؤدي في النهاية إلى تدمير الهيكل الملحوم ، وسيكون المنتج ألغت. يسبب حوادث خطيرة. بشكل عام ، الشقوق هي عيب غير مسموح به في الوصلات الملحومة. بمجرد العثور عليها ، يجب إزالتها بالكامل وإصلاحها ولحامها.
3. أسباب و إجراءات الوقاية من شقوق اللحام
نظرًا للأسباب المختلفة وآليات تكوين الشقوق المختلفة ، ستتم مناقشة الأنواع الثلاثة للشقوق الساخنة والشقوق الباردة والشقوق المعاد تسخينها بشكل منفصل أدناه.
3.1 ، الكراك الساخن
تشير الشقوق الحرارية عمومًا إلى التشققات المتولدة عند درجات حرارة عالية (من قرب نطاق درجة حرارة التصلب إلى أعلى خط A3 على مخطط توازن الحديد والكربون) كما هو موضح في الشكل أدناه ، والمعروف أيضًا باسم شقوق درجة الحرارة العالية أو شقوق التبلور.
صورة
تحدث الشقوق الساخنة عادة داخل اللحام ، وقد تظهر أحيانًا أيضًا في المنطقة المتأثرة بالحرارة ، كما هو موضح في الشكل.
صورة
سبب:
نظرًا لظاهرة الفصل في حوض اللحام المنصهر أثناء عملية التبلور ، فإن نقطة الانصهار المنخفضة سهلة الانصهار والشوائب تشكل فصلًا في الطبقة البينية السائلة أثناء عملية التبلور ، وتكون القوة بعد التصلب منخفضة أيضًا. عندما يكون ضغط اللحام كبيرًا بدرجة كافية ، سيتم تحرير الطبقة البينية السائلة. تتفكك الطبقات أو المعدن الصلب المتصلب حديثًا لتشكيل شقوق.
بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت هناك مواد سهلة الانصهار منخفضة وشوائب على حدود حبيبات المعدن الأساسي ، فإن هذه المركبات منخفضة الذوبان سوف تذوب لتشكل طبقة بينية سائلة في المنطقة المتأثرة بالحرارة حيث تتجاوز درجة حرارة التسخين نقطة الانصهار. عندما يكون إجهاد شد اللحام كبيرًا بدرجة كافية ، فسيتم أيضًا تفكيكه لتشكيل شقوق تسييل في المنطقة المتأثرة بالحرارة.
باختصار ، حدوث التشققات الحرارية هو نتيجة للتأثيرات المشتركة للعوامل المعدنية والميكانيكية.
وقاية:
يمكن أن تبدأ تدابير منع التشققات الحرارية من جانبين من العوامل المعدنية والعوامل الميكانيكية.
التحكم في محتوى العناصر الضارة والشوائب في المعادن الأساسية ومستهلكات اللحام
الحد من محتوى العناصر التي يسهل فصلها والشوائب الضارة في المعادن الأساسية ومواد اللحام (بما في ذلك قضبان اللحام وأسلاك اللحام وغاز التدفق والتدريع). على وجه الخصوص ، يجب التحكم في محتوى عناصر الشوائب مثل الكبريت والفوسفور وتقليل محتوى الكربون.
الكبريت غير قابل للذوبان عمليا في الفولاذ ، ويشكل كبريتيد الحديد (FeS) ، الذي له نقطة انصهار منخفضة مع الحديد. أثناء اللحام ، سيؤدي وجود كبريتيد الحديد إلى تكسير اللحام الساخن وتشققات الإسالة في المنطقة المتأثرة بالحرارة ، مما يؤدي إلى تدهور أداء اللحام ؛ يوجد الكبريت نفسه في حدود الحبوب على شكل فيلم ، مما يقلل من اللدونة وصلابة الفولاذ. بشكل عام ، يجب ألا يزيد محتوى الكبريت في الفولاذ المستخدم في اللحام عن 0. 045 بالمائة. في بعض الأحيان ، يلزم وجود ضوابط أكثر صرامة.
سيقلل الفوسفور من اللدونة وصلابة الفولاذ ، ويزيد من درجة حرارة الانتقال الهشة للفولاذ ، ويسبب تشققات في اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة. يجب ألا يزيد محتوى الفسفور عن 0. 055 بالمائة. في بعض الأحيان ، يلزم وجود ضوابط أكثر صرامة.
يرتبط أداء اللحام للمواد ارتباطًا وثيقًا بمحتوى الكربون. كلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ ، كلما قلت قابلية اللحام. من المعتقد بشكل عام أن محتوى الكربون في اللحام يتم التحكم فيه بنسبة أقل من 0. 10 بالمائة ، ويمكن تقليل حساسية التصدع الحراري بشكل كبير.
قم بضبط التركيب الكيميائي لمعدن اللحام ، وتحسين هيكل اللحام ، وصقل حبيبات اللحام لتحسين اللدونة ، وتقليل أو تشتيت درجة الفصل ، والتحكم في الآثار الضارة لانخفاض درجة الانصهار سهل الانصهار.
على سبيل المثال ، عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، يمكن أن يؤدي استخدام لحام الهيكل ثنائي الطور من الأوستينيت بالإضافة إلى الفريت إلى تحسين مقاومة التكسير الحراري. خط اللحام الأوستنيتي أحادي الطور عرضة للشقوق الساخنة.
استخدم قضيب اللحام الأساسي أو التدفق لتقليل محتوى الشوائب في اللحام وتحسين درجة الفصل أثناء التبلور.
التحكم في مواصفات اللحام ، وزيادة عامل شكل اللحام بشكل مناسب ، واعتماد طريقة اللحام متعدد الطبقات متعدد الطبقات ، وتجنب فصل خط الوسط ، ومنع تشققات خط الوسط. عند اللحام ، تسمى نسبة عرض اللحام إلى سماكة اللحام في قسم اللحام أحادي التمرير عامل الشكل أو عامل شكل اللحام للحام. عندما يكون عامل شكل خط اللحام صغيرًا جدًا ، يكون خط اللحام ضيقًا وعميقًا ، وتتجمع الشوائب ذات نقطة الانصهار المنخفضة في مركز خط اللحام ، مما يزيد بشكل كبير من احتمالية حدوث تشققات حرارية. عندما يكون عامل شكل خط اللحام كبيرًا ، يكون خط اللحام عريضًا وضحلاً ، وتتجمع الشوائب سهلة الانصهار منخفضة الذوبان في المنطقة القريبة من سطح اللحام ، مما يقلل بشكل كبير من الميل إلى تكسير خط الوسط.
اتخذ تدابير لتقليل إجهاد اللحام
اتخاذ تدابير تكنولوجية مختلفة لتقليل إجهاد اللحام ، مثل اعتماد تسلسل وطريقة لحام معقولة ، واستخدام طاقة إدخال لحام أصغر ، وطريقة التسخين المسبق والطرق الشاملة ، إلخ.
يمكن أن يؤدي ملء فوهة القوس أثناء إغلاق القوس إلى تجنب تشققات الحفرة القوسية.
3.2 ، صدع بارد
تشير الشقوق الباردة عمومًا إلى الشقوق الناتجة عن اللحام تحت درجة حرارة A3 أثناء عملية التبريد. عادة ما تكون درجة الحرارة التي تتشكل عندها الشقوق أقل من 300 ~ 200 درجة ، والتي تقع في نطاق درجة حرارة التحول المارتنسيتي ، لذلك يطلق عليها الكراك البارد.
يمكن أن تظهر الشقوق الباردة مباشرة بعد اللحام ، أو بعد فترة طويلة بعد اللحام ، لذلك يطلق عليها أيضًا الشقوق المتأخرة. نظرًا لأن توليد الشقوق الباردة مرتبط بالهيدروجين ، فإنه يُسمى أيضًا الشقوق التي يسببها الهيدروجين. تولد التشققات الباردة بطبيعته متأخرة ، مما قد يتسبب في وقوع حوادث خطيرة غير متوقعة. لذلك ، فهو أكثر خطورة ويجب أن يحظى بالاهتمام الكامل.
صورة
أسباب تشققات البرد
الشروط الأساسية لتشكيل الشقوق الباردة هي: تكوين بنية صلبة في الوصلات الملحومة. وجود وتركيز الهيدروجين القابل للانتشار ؛ ووجود إجهاد شد لحام كبير. تؤثر هذه الشروط الثلاثة على بعضها البعض وتعزز بعضها البعض. في ظل ظروف مختلفة ، قد يؤدي أي من العوامل الثلاثة إلى توليد شقوق باردة ، من بينها الهيدروجين القابل للانتشار هو العامل الأكثر نشاطًا الذي يسبب التشققات الباردة.
تدابير منع الكراك البارد
1) استخدم الأقطاب الكهربائية الأساسية أو التدفقات لتقليل محتوى الهيدروجين القابل للانتشار في معدن اللحام. تسمى الأقطاب الكهربائية القلوية أيضًا أقطاب هيدروجين منخفضة ، والتي يمكن أن تقلل من محتوى الهيدروجين في معدن اللحام.
2) يجب تجفيف الأقطاب الكهربائية والتدفق بما يتفق بدقة مع المتطلبات المحددة قبل الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تنظيف الأخدود وسلك اللحام بعناية لإزالة بقع الزيت والماء والصدأ لتقليل مصدر الهيدروجين.
3) اختر مواصفات اللحام المعقولة ومدخلات الحرارة ، مثل التسخين المسبق قبل اللحام ، والتحكم في درجة حرارة الطبقة البينية ، والتبريد البطيء بعد اللحام ، وما إلى ذلك ، لتحسين الحالة التنظيمية لمنطقة اللحام والحرارة.
4) إجراء المعالجة الحرارية في الوقت المناسب بعد اللحام. الأول هو إجراء معالجة التلدين للتخلص من الإجهاد الداخلي ، وتلطيف الهيكل المخمد وتحسين صلابته ؛ والآخر هو إجراء معالجة إزالة الهيدروجين للهروب الكامل من الهيدروجين من المفصل الملحوم.
5) تحسين جودة الفولاذ ، وتقليل شوائب الطبقات في الفولاذ ، واتخاذ تدابير من التصميم الهيكلي وعملية اللحام لتقليل إجهاد شد اللحام في اتجاه سماكة اللوحة ، والتي يمكن أن تمنع تمزيق الطبقات.
6) اتخاذ تدابير تقنية مختلفة لتقليل إجهاد اللحام (انظر الشقوق الحرارية والتدابير الوقائية للحصول على التفاصيل)
3.3 ، إعادة تسخين الكراك
تنشأ شقوق إعادة التسخين من منطقة الحبيبات الخشنة في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة ، والتي تتميز بكسر حدود الحبوب. تحدث معظم الشقوق في أجزاء تركيز الإجهاد. بشكل عام ، يتشكل عند تسخين منطقة اللحام مرة أخرى ، لذلك يطلق عليه شق إعادة التسخين.
أسباب تسخين الشقوق
يُعتقد عمومًا أن سبب إعادة تسخين الشقوق هو أنه أثناء إعادة التسخين ، تترسب كربيدات المحلول الصلب المفرط التشبع (بشكل أساسي كربيدات الفاناديوم والموليبدينوم) مرة أخرى أثناء العملية الحرارية الأولى ، مما يؤدي إلى تقوية داخل الحبيبات وانزلاق. تركز السلالة على حدود حبوب الأوستينيت السابقة. تتشكل شقوق إعادة التسخين عندما تكون سعة الإجهاد البلاستيكي لحدود الحبوب غير كافية لتحمل الإجهاد الناتج أثناء استرخاء الإجهاد.
إعادة تسخين تدابير منع التشققات
1) تقليل الإجهاد المتبقي وتركيز الإجهاد ، مثل زيادة درجة حرارة التسخين المسبق والتبريد البطيء بعد اللحام والانتقال السلس بين اللحام والمعدن الأساسي.
2) في إطار فرضية تلبية متطلبات التصميم ، حدد مادة اللحام المناسبة بحيث تكون قوة درجة الحرارة العالية لمعدن اللحام أقل قليلاً من قوة المعدن الأساسي ، مما يسمح للضغط بالاسترخاء في اللحام وتجنب التشققات في منطقة المتضررة الحرارة.
3) في حالة ضمان قوة المفصل في درجة حرارة الغرفة ، قم بزيادة درجة حرارة التلدين لتخفيف الضغط ، مما يؤدي إلى ترسيب جزيئات الكربيد الخشنة نسبيًا لتحسين ليونة درجات الحرارة العالية.
