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.يتم وصف تأثير عناصر السبائك هذه على أداء اللحام أدناه:

السيليكون (سي)

السيليكون هو عنصر إزالة الأكسدة الأكثر استخدامًا في أسلاك اللحام ، ويمكنه منع الحديد من الاندماج مع الأكسدة ، ويمكن أن يقلل FeO في البركة المنصهرة.ومع ذلك ، إذا تم استخدام إزالة الأكسدة بالسيليكون بمفردها ، فإن SiO2 الناتج له نقطة انصهار عالية (حوالي 1710 درجة مئوية) ، والجزيئات الناتجة صغيرة ، مما يجعل من الصعب الطفو خارج البركة المنصهرة ، والتي يمكن أن تسبب بسهولة شوائب الخبث في معدن اللحام.

المنغنيز (مينيسوتا)

تأثير المنجنيز مشابه لتأثير السيليكون ، لكن قدرته على إزالة الأكسدة أسوأ قليلاً من تأثير السيليكون.باستخدام إزالة أكسدة المنغنيز وحدها ، يكون MnO المتولد كثافة أعلى (15.11 جم / سم 3) ، وليس من السهل أن تطفو خارج البركة المنصهرة.يمكن أيضًا أن يتحد المنغنيز الموجود في سلك اللحام ، بالإضافة إلى إزالة الأكسدة ، مع الكبريت لتكوين كبريتيد المنغنيز (MnS) ، ويمكن إزالته (إزالة الكبريت) ، لذلك يمكن أن يقلل من ميل الشقوق الساخنة التي يسببها الكبريت.نظرًا لاستخدام السيليكون والمنغنيز بمفردهما لإزالة الأكسدة ، فمن الصعب إزالة المنتجات منزوعة الأكسجين.لذلك ، يتم استخدام إزالة الأكسدة بين السليكون والمنغنيز في الغالب في الوقت الحاضر ، بحيث يمكن تكوين SiO2 و MnO المتولد في سيليكات (MnO · SiO2).MnO · SiO2 لها نقطة انصهار منخفضة (حوالي 1270 درجة مئوية) وكثافة منخفضة (حوالي 3.6 جم / سم 3) ، ويمكن أن تتكثف إلى قطع كبيرة من الخبث وتطفو في البركة المنصهرة لتحقيق تأثير جيد لإزالة الأكسدة.يعتبر المنغنيز أيضًا عنصرًا مهمًا في صناعة السبائك في الفولاذ وعنصرًا مهمًا للصلابة ، والذي له 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٪ ، يكون هشًا جدًا ؛عندما يكون محتوى المنغنيز هو 0.6-1.8٪ ، فإن معدن اللحام يكون له قوة وصلابة أعلى.

الكبريت (S)

غالبًا ما يوجد الكبريت على شكل كبريتيد الحديد في الفولاذ ، ويتم توزيعه في حدود الحبوب على شكل شبكة ، مما يقلل بشكل كبير من صلابة الفولاذ.درجة حرارة سهل الانصهار للحديد بالإضافة إلى كبريتيد الحديد منخفضة (985 درجة مئوية).لذلك ، أثناء العمل الساخن ، نظرًا لأن درجة حرارة بدء المعالجة تتراوح عمومًا بين 1150-1200 درجة مئوية ، وقد تم ذوبان سهل الانصهار لكبريتيد الحديد والحديد ، مما أدى إلى حدوث تكسير أثناء المعالجة ، وهذه الظاهرة تسمى "التقصف الساخن للكبريت" .تتسبب خاصية الكبريت هذه في حدوث تشققات ساخنة في الفولاذ أثناء اللحام.لذلك ، يتم التحكم بشكل صارم في محتوى الكبريت في الفولاذ.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) مع نقطة انصهار عالية (1600 درجة مئوية) مع الكبريت ، والذي يتم توزيعه في الحبوب في شكل حبيبات.أثناء العمل الساخن ، يحتوي كبريتيد المنغنيز على مرونة كافية ، وبالتالي يقضي على التأثير الضار للكبريت.لذلك ، من المفيد الحفاظ على كمية معينة من المنجنيز في الفولاذ.

الفوسفور (P)

يمكن إذابة الفوسفور تمامًا في الفريت في الفولاذ.تأثيره المعزز على الفولاذ يأتي في المرتبة الثانية بعد الكربون ، مما يزيد من قوة وصلابة الفولاذ.يمكن للفوسفور تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل ، بينما يتم تقليل اللدونة والمتانة بشكل كبير.خاصة في درجات الحرارة المنخفضة ، يكون التأثير أكثر خطورة ، وهو ما يسمى ميل الركوع البارد للفوسفور.لذلك ، فهي غير مواتية للحام وتزيد من حساسية الشقوق للفولاذ.كشوائب ، يجب أيضًا أن يكون محتوى الفوسفور في الفولاذ محدودًا.

الكروم (كر)

يمكن أن يزيد الكروم من قوة وصلابة الفولاذ دون تقليل اللدونة والمتانة.يتمتع الكروم بمقاومة قوية للتآكل ومقاومة للأحماض ، لذلك يحتوي الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بشكل عام على المزيد من الكروم (أكثر من 13٪).يتمتع الكروم أيضًا بمقاومة أكسدة قوية ومقاومة للحرارة.لذلك ، يستخدم الكروم أيضًا على نطاق واسع في الفولاذ المقاوم للحرارة ، مثل 12CrMo ، 15CrMo 5CrMo وما إلى ذلك.يحتوي الفولاذ على كمية معينة من الكروم [7].يعتبر الكروم عنصرًا مهمًا من مكونات الفولاذ الأوستنيتي وعنصر من الحديد ، والذي يمكن أن يحسن مقاومة الأكسدة والخصائص الميكانيكية عند درجة حرارة عالية في سبائك الصلب.في الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ ، عندما تكون الكمية الإجمالية للكروم والنيكل 40٪ ، عندما يكون الكروم / النيكل = 1 ، هناك ميل للتشقق الساخن ؛عندما يكون Cr / Ni = 2.7 ، لا يوجد ميل للتشقق الساخن.لذلك ، عندما يكون Cr / Ni = 2.2 إلى 2.3 بشكل عام 18-8 فولاذ ، فإن الكروم يسهل إنتاج الكربيدات في سبائك الصلب ، مما يجعل التوصيل الحراري لسبائك الفولاذ أسوأ ، كما يسهل إنتاج أكسيد الكروم ، مما يجعل اللحام صعبًا.

الألومنيوم (AI)

الألومنيوم هو أحد عناصر إزالة الأكسدة القوية ، لذا فإن استخدام الألمنيوم كعامل مزيل للأكسدة لا يمكن أن ينتج فقط أقل من FeO ، ولكن أيضًا يقلل بسهولة FeO ، ويثبط 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 الألمنيوم مع النيتروجين لإصلاح النيتروجين ، لذلك يمكنه أيضًا تقليل مسام النيتروجين.ومع ذلك ، مع إزالة أكسدة الألومنيوم ، فإن Al2O3 الناتج له نقطة انصهار عالية (حوالي 2050 درجة مئوية) ، ويوجد في البركة المنصهرة في حالة صلبة ، والتي من المحتمل أن تتسبب في تضمين الخبث في اللحام.في الوقت نفسه ، من السهل أن يتسبب سلك اللحام المحتوي على الألومنيوم في حدوث تناثر ، كما أن محتوى الألمنيوم العالي سيقلل أيضًا من مقاومة التكسير الحراري لمعدن اللحام ، لذلك يجب التحكم بدقة في محتوى الألومنيوم في سلك اللحام ويجب ألا يكون كذلك كثيراً.إذا تم التحكم في محتوى الألومنيوم في سلك اللحام بشكل صحيح ، فسيتم تحسين الصلابة ونقطة الخضوع وقوة الشد لمعدن اللحام بشكل طفيف.

التيتانيوم (Ti)

التيتانيوم هو أيضًا عنصر قوي لإزالة الأكسدة ، ويمكنه أيضًا توليف TiN مع النيتروجين لإصلاح النيتروجين وتحسين قدرة معدن اللحام على مقاومة مسام النيتروجين.إذا كان محتوى Ti و B (البورون) في هيكل اللحام مناسبًا ، فيمكن تحسين هيكل اللحام.

الموليبدينوم (مو)

يمكن أن يحسن الموليبدينوم في سبائك الصلب قوة وصلابة الفولاذ ، ويحسن الحبوب ، ويمنع هشاشة المزاج وميل السخونة الزائدة ، ويحسن قوة درجة الحرارة العالية ، وقوة الزحف والقوة الدائمة ، وعندما يكون محتوى الموليبدينوم أقل من 0.6٪ ، فإنه يمكن أن يحسن اللدونة ، ويقلل الميل إلى التصدع وتحسين صلابة الصدمات.يميل الموليبدينوم إلى تعزيز الرسم البياني.لذلك ، يحتوي الفولاذ المقاوم للحرارة المحتوي على الموليبدينوم العام مثل 16Mo ، 12CrMo ، 15CrMo ، إلخ ، على حوالي 0.5٪ من الموليبدينوم.عندما يكون محتوى الموليبدينوم في سبائك الصلب 0.6-1.0٪ ، فإن الموليبدينوم سيقلل من اللدونة وصلابة سبائك الصلب ويزيد من ميل التبريد لسبائك الفولاذ.

الفاناديوم (الخامس)

يمكن أن يزيد الفاناديوم من قوة الفولاذ ، وينقي الحبوب ، ويقلل من ميل نمو الحبوب ، ويحسن الصلابة.الفاناديوم هو عنصر تشكيل كربيد قوي نسبيًا ، والكربيدات المتكونة مستقرة عند درجة حرارة أقل من 650 درجة مئوية.تأثير تصلب الوقت.تتمتع كربيدات الفاناديوم باستقرار درجة حرارة عالية ، مما يمكن أن يحسن صلابة الفولاذ بدرجة حرارة عالية.يمكن للفاناديوم أن يغير توزيع الكربيدات في الفولاذ ، لكن الفاناديوم سهل تكوين أكاسيد حرارية ، مما يزيد من صعوبة اللحام بالغاز وقطع الغاز.بشكل عام ، عندما يكون محتوى الفاناديوم في خط اللحام حوالي 0.11٪ ، يمكن أن يلعب دورًا في تثبيت النيتروجين ، مما يجعله غير مؤاتٍ إلى مفضل.