تأثير العناصر المعدنية الموجودة في أسلاك اللحام على جودة اللحام

لأسلاك اللحام التي تحتوي على Si، Mn، S، P، Cr، Al، Ti، Mo، V وعناصر صناعة السبائك الأخرى. تم توضيح تأثير عناصر صناعة السبائك هذه على أداء اللحام أدناه:

السيليكون (سي)

السيليكون هو عنصر إزالة الأكسدة الأكثر استخدامًا في أسلاك اللحام، ويمكنه منع الحديد من الاتحاد مع الأكسدة، ويمكن أن يقلل FeO في البركة المنصهرة. ومع ذلك، إذا تم استخدام إزالة الأكسدة من السيليكون بمفردها، فإن SiO2 الناتج لديه نقطة انصهار عالية (حوالي 1710 درجة مئوية)، وتكون الجزيئات الناتجة صغيرة، مما يجعل من الصعب أن تطفو خارج البركة المنصهرة، مما يمكن أن يسبب بسهولة شوائب الخبث في لحام المعدن.

المنغنيز (من)

تأثير المنغنيز مشابه لتأثير السيليكون، لكن قدرته على إزالة الأكسدة أسوأ قليلاً من قدرة السيليكون. باستخدام إزالة الأكسدة المنغنيز وحده، فإن MnO المتولد لديه كثافة أعلى (15.11 جم / سم 3)، وليس من السهل أن يطفو خارج البركة المنصهرة. يمكن للمنغنيز الموجود في سلك اللحام، بالإضافة إلى إزالة الأكسدة، أن يتحد أيضًا مع الكبريت لتكوين كبريتيد المنغنيز (MnS)، ويتم إزالته (إزالة الكبريت)، لذلك يمكن أن يقلل من ميل الشقوق الساخنة الناتجة عن الكبريت. بما أن السيليكون والمنغنيز يستخدمان بمفردهما لإزالة الأكسدة، فمن الصعب إزالة المنتجات المؤكسدة. لذلك، يتم استخدام إزالة الأكسدة المشتركة بين السيليكون والمنغنيز في الغالب في الوقت الحاضر، بحيث يمكن تركيب SiO2 وMnO الناتج في سيليكات (MnO·SiO2). يتمتع MnO·SiO2 بنقطة انصهار منخفضة (حوالي 1270 درجة مئوية) وكثافة منخفضة (حوالي 3.6 جم/سم 3)، ويمكن أن يتكثف إلى قطع كبيرة من الخبث ويطفو في البركة المنصهرة لتحقيق تأثير جيد لإزالة الأكسدة. يعد المنغنيز أيضًا عنصرًا مهمًا في صناعة السبائك في الفولاذ وعنصرًا مهمًا للتصلب، وله تأثير كبير على صلابة معدن اللحام. عندما يكون محتوى المنغنيز أقل من 0.05%، تكون صلابة معدن اللحام عالية جدًا؛ عندما يكون محتوى المنغنيز أكثر من 3%، فهو هش للغاية؛ عندما يكون محتوى المنغنيز 0.6-1.8%، فإن معدن اللحام يتمتع بقوة وصلابة أعلى.

الكبريت (S)

غالباً ما يتواجد الكبريت على شكل كبريتيد الحديد في الفولاذ، ويتم توزيعه في حدود الحبوب على شكل شبكة، مما يقلل بشكل كبير من صلابة الفولاذ. درجة حرارة الانصهار للحديد بالإضافة إلى كبريتيد الحديد منخفضة (985 درجة مئوية). لذلك، أثناء العمل الساخن، نظرًا لأن درجة حرارة بدء المعالجة تتراوح بشكل عام بين 1150-1200 درجة مئوية، وقد تم ذوبان الحديد وكبريتيد الحديد سهل الانصهار، مما أدى إلى التشقق أثناء المعالجة، وهذه الظاهرة تسمى "التقصف الساخن للكبريت" . تؤدي خاصية الكبريت هذه إلى ظهور تشققات ساخنة في الفولاذ أثناء اللحام. ولذلك، فإن محتوى الكبريت في الفولاذ يتم التحكم فيه بشكل صارم بشكل عام. يكمن الاختلاف الرئيسي بين الفولاذ الكربوني العادي والفولاذ الكربوني عالي الجودة والفولاذ المتقدم عالي الجودة في كمية الكبريت والفوسفور. كما ذكرنا سابقًا، فإن المنغنيز له تأثير إزالة الكبريت، لأن المنغنيز يمكن أن يشكل كبريتيد المنغنيز (MnS) بنقطة انصهار عالية (1600 درجة مئوية) مع الكبريت، والذي يتم توزيعه في الحبوب على شكل حبيبات. أثناء العمل الساخن، يتمتع كبريتيد المنغنيز بمرونة كافية، وبالتالي القضاء على التأثير الضار للكبريت. لذلك، من المفيد الحفاظ على كمية معينة من المنغنيز في الفولاذ.

الفوسفور (ف)

يمكن إذابة الفوسفور بالكامل في الفريت الموجود في الفولاذ. تأثيره المقوي على الفولاذ يأتي في المرتبة الثانية بعد الكربون، مما يزيد من قوة وصلابة الفولاذ. يمكن للفوسفور تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل، في حين يتم تقليل اللدونة والمتانة بشكل كبير. خاصة في درجات الحرارة المنخفضة، يكون التأثير أكثر خطورة، وهو ما يسمى بميل الفسفور إلى الركوع البارد. لذلك، فهو غير مناسب للحام ويزيد من حساسية الفولاذ للتشقق. كشوائب، يجب أيضًا أن يكون محتوى الفوسفور في الفولاذ محدودًا.

الكروم (الكروم)

يمكن أن يزيد الكروم من قوة وصلابة الفولاذ دون تقليل اللدونة والمتانة. يتمتع الكروم بمقاومة قوية للتآكل ومقاومة الأحماض، لذلك يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عمومًا على كمية أكبر من الكروم (أكثر من 13٪). يتمتع الكروم أيضًا بمقاومة قوية للأكسدة ومقاومة للحرارة. لذلك، يستخدم الكروم أيضًا على نطاق واسع في الفولاذ المقاوم للحرارة، مثل 12CrMo، و15CrMo، و5CrMo، وما إلى ذلك. يحتوي الفولاذ على كمية معينة من الكروم [7]. يعد الكروم عنصرًا أساسيًا مهمًا في الفولاذ الأوستنيتي وعنصرًا مُخصبًا، والذي يمكنه تحسين مقاومة الأكسدة والخواص الميكانيكية عند درجة حرارة عالية في سبائك الفولاذ. في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، عندما تكون الكمية الإجمالية للكروم والنيكل 40%، عندما يكون Cr/Ni = 1، يكون هناك ميل للتكسير الساخن؛ عندما تكون قيمة Cr/Ni = 2.7، لا يكون هناك ميل للتشقق الساخن. لذلك، عندما يكون Cr/Ni = 2.2 إلى 2.3 في الفولاذ 18-8 بشكل عام، فمن السهل إنتاج كربيدات الكروم في سبائك الفولاذ، مما يجعل التوصيل الحراري لسبائك الفولاذ أسوأ، ومن السهل إنتاج أكسيد الكروم، مما يجعل اللحام صعبًا.

الألومنيوم (الذكاء الاصطناعي)

يعد الألومنيوم أحد عناصر إزالة الأكسدة القوية، لذا فإن استخدام الألومنيوم كعامل إزالة الأكسدة لا يمكن أن ينتج فقط كمية أقل من FeO، ولكن أيضًا يقلل بسهولة FeO، ويمنع بشكل فعال التفاعل الكيميائي لغاز ثاني أكسيد الكربون المتولد في البركة المنصهرة، ويحسن القدرة على مقاومة ثاني أكسيد الكربون. المسام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا أن يتحد الألومنيوم مع النيتروجين لتثبيت النيتروجين، لذلك يمكنه أيضًا تقليل مسام النيتروجين. ومع ذلك، مع إزالة الأكسدة الألومنيوم، فإن Al2O3 الناتج لديه نقطة انصهار عالية (حوالي 2050 درجة مئوية)، ويوجد في المجمع المنصهر في حالة صلبة، والتي من المحتمل أن تسبب إدراج الخبث في اللحام. في الوقت نفسه، من السهل أن يسبب سلك اللحام الذي يحتوي على الألومنيوم تناثرًا، كما أن محتوى الألومنيوم العالي سيقلل أيضًا من مقاومة التشقق الحراري لمعدن اللحام، لذلك يجب التحكم بشكل صارم في محتوى الألومنيوم في سلك اللحام ويجب ألا يكون مفرطًا كثيراً. إذا تم التحكم بشكل صحيح في محتوى الألومنيوم في سلك اللحام، فسيتم تحسين الصلابة ونقطة الخضوع وقوة الشد لمعدن اللحام بشكل طفيف.

التيتانيوم (تي)

يعد التيتانيوم أيضًا عنصرًا قويًا لإزالة الأكسدة، ويمكنه أيضًا تصنيع TiN مع النيتروجين لتثبيت النيتروجين وتحسين قدرة معدن اللحام على مقاومة مسام النيتروجين. إذا كان محتوى Ti وB (البورون) في هيكل اللحام مناسبًا، فيمكن تحسين هيكل اللحام.

الموليبدينوم (مو)

الموليبدينوم في سبائك الصلب يمكن أن يحسن قوة وصلابة الفولاذ، وصقل الحبوب، ويمنع هشاشة المزاج وارتفاع درجة الحرارة، ويحسن قوة درجة الحرارة العالية، وقوة الزحف والقوة الدائمة، وعندما يكون محتوى الموليبدينوم أقل من 0.6٪، فإنه يمكن تحسين اللدونة، ويقلل الميل إلى التصدع ويحسن صلابة التأثير. يميل الموليبدينوم إلى تعزيز الجرافيت. ولذلك، فإن الفولاذ المقاوم للحرارة المحتوي على الموليبدينوم العام مثل 16Mo، 12CrMo، 15CrMo، وما إلى ذلك يحتوي على حوالي 0.5٪ من الموليبدينوم. عندما يكون محتوى الموليبدينوم في سبائك الفولاذ 0.6-1.0%، فإن الموليبدينوم سوف يقلل من اللدونة والمتانة لسبائك الفولاذ ويزيد من ميل التبريد لسبائك الفولاذ.

الفاناديوم (الخامس)

يمكن للفاناديوم أن يزيد من قوة الفولاذ، ويحسن الحبوب، ويقلل من ميل نمو الحبوب، ويحسن الصلابة. الفاناديوم هو عنصر تشكيل كربيد قوي نسبيا، والكربيدات المشكلة مستقرة تحت 650 درجة مئوية. تأثير تصلب الوقت. تتميز كربيدات الفاناديوم بثبات درجة الحرارة العالية، مما يمكن أن يحسن صلابة الفولاذ عند درجة الحرارة العالية. يمكن للفاناديوم أن يغير توزيع الكربيدات في الفولاذ، ولكن من السهل أن يشكل الفاناديوم أكاسيد حرارية، مما يزيد من صعوبة اللحام بالغاز وقطع الغاز. بشكل عام، عندما يكون محتوى الفاناديوم في وصلة اللحام حوالي 0.11%، فإنه يمكن أن يلعب دورًا في تثبيت النيتروجين، ويتحول من ضرر إلى مفضل.