اللحام اليدوي بقوس غاز التنغستن الخامل لصفائح الفولاذ المقاوم للصدأ

 

【الخلاصة】يعد اللحام بغاز التنغستن الخامل طريقة لحام مهمة جدًا في التصنيع الصناعي الحديث. تحلل هذه الورقة إجهاد مجموعة لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ وتشوه اللحام للوحة الرقيقة، وتقدم أساسيات عملية اللحام والتطبيق العملي للحام بغاز التنغستن الخامل اليدوي للألواح الرقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

مقدمة

مع التطور المستمر للصناعة التحويلية الحديثة، تُستخدم الصفائح الرقيقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في مجالات الدفاع والطيران والصناعات الكيماوية والإلكترونيات وغيرها من الصناعات، ويتزايد أيضًا لحام الصفائح الرقيقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1-3 مم. لذلك، من الضروري جدًا إتقان أساسيات عملية لحام الصفائح الرقيقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

يستخدم لحام غاز التنغستن الخامل (TIG) القوس النبضي، الذي يتميز بخصائص مدخلات الحرارة المنخفضة، والحرارة المركزة، والمنطقة الصغيرة المتأثرة بالحرارة، وتشوه اللحام الصغير، وإدخال الحرارة الموحد، والتحكم بشكل أفضل في طاقة الخط؛ تدفق الهواء الوقائي له تأثير تبريد أثناء اللحام، مما يمكن أن يقلل من درجة حرارة سطح حوض السباحة المنصهر ويزيد من التوتر السطحي لحوض السباحة المنصهر؛ TIG سهل التشغيل، وسهل مراقبة حالة حوض السباحة المنصهر، واللحامات الكثيفة، والخواص الميكانيكية الجيدة، وتشكيل السطح الجميل. في الوقت الحاضر، يتم استخدام TIG على نطاق واسع في مختلف الصناعات، وخاصة في لحام الألواح الرقيقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

1. الأساسيات الفنية للحام بغاز التنغستن الخامل

1.1 اختيار آلة لحام غاز التنغستن الخامل وقطبية الطاقة

يمكن تقسيم TIG إلى نبضات DC و AC. يستخدم نبض التيار المستمر TIG بشكل أساسي في لحام الفولاذ، والفولاذ الطري، والفولاذ المقاوم للحرارة، وما إلى ذلك، ويستخدم نبض التيار المتردد TIG بشكل أساسي في لحام المعادن الخفيفة مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس وسبائكه. تستخدم كل من نبضات التيار المتردد والتيار المستمر مصادر طاقة مميزة شديدة الانخفاض. عادةً ما يستخدم لحام TIG للصفائح الرقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ اتصالًا إيجابيًا بالتيار المستمر.

1.2 الأساسيات الفنية للحام اليدوي بغاز التنغستن الخامل

1.2.1 بداية القوس

بدء القوس له شكلان: عدم الاتصال وبدء قوس الدائرة القصيرة. الأول ليس لديه اتصال بين القطب الكهربائي وقطعة الشغل، وهو مناسب لكل من اللحام DC وAC، في حين أن الأخير مناسب فقط للحام DC. إذا تم استخدام طريقة الدائرة القصيرة لبدء القوس، فلا ينبغي بدء القوس مباشرة على اللحام، لأنه من السهل إنتاج لقط التنغستن أو التصاق بقطعة العمل، ولا يمكن أن يكون القوس مستقرًا على الفور، والقوس سهل لاختراق المادة الأم. ولذلك، ينبغي استخدام لوحة بداية القوس. يجب وضع لوحة نحاسية بجوار نقطة بداية القوس. يجب أن يبدأ القوس عليه أولاً، ومن ثم يجب تسخين رأس قطب التنغستن إلى درجة حرارة معينة قبل الانتقال إلى الجزء المراد لحامه. في الإنتاج الفعلي، غالبًا ما تستخدم TIG مشغل القوس لبدء القوس. تحت تأثير التيار عالي التردد أو تيار النبض عالي الجهد، يتأين غاز الأرجون ويبدأ القوس.

1.2.2 تحديد المواقع اللحام

أثناء تحديد موضع اللحام، يجب أن يكون سلك اللحام أرق من سلك اللحام الشائع الاستخدام. نظرًا لأن درجة الحرارة منخفضة والتبريد سريع أثناء اللحام البقعي، فإن القوس يبقى لفترة طويلة، لذلك من السهل حرقه. عند إجراء اللحام الموضعي الثابت، يجب وضع سلك اللحام في جزء اللحام الموضعي، ويجب نقل القوس إلى سلك اللحام بعد استقراره. بعد أن يذوب سلك اللحام ويندمج مع المواد الأم على كلا الجانبين، يتم إيقاف القوس بسرعة.

تتميز معدات اللحام Xinfa بخصائص الجودة العالية والسعر المنخفض. لمزيد من التفاصيل، يرجى زيارة:مصنعو اللحام والقطع - مصنع وموردو اللحام والقطع في الصين (xinfatools.com)

1.2.3 اللحام العادي

عند استخدام TIG العادي في لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ، يتم أخذ التيار كقيمة صغيرة. ومع ذلك، عندما يكون التيار أقل من 20 أمبير، فمن السهل أن يحدث انجراف القوس، وتكون درجة حرارة بقعة الكاثود مرتفعة جدًا، مما سيؤدي إلى تسخين وحرق في منطقة اللحام وتدهور ظروف انبعاث الإلكترون، مما يتسبب في قفز بقعة الكاثود بشكل مستمر مما يجعل من الصعب الحفاظ على اللحام العادي. عند استخدام النبض TIG، يمكن لتيار الذروة أن يجعل القوس مستقرًا وله اتجاهية جيدة، مما يجعل من السهل إذابة المادة الأم وتشكيلها، والتناوب دوريًا لضمان التقدم السلس لعملية اللحام، وذلك للحصول على لحام. مع الأداء الجيد والمظهر الجميل والمسابح المنصهرة المتداخلة.

2. تحليل قابلية اللحام لصفائح الفولاذ المقاوم للصدأ

تؤثر الخصائص الفيزيائية وشكل لوحة صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل مباشر على جودة اللحام. تتميز صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ بموصلية حرارية صغيرة ومعامل تمدد خطي كبير. عندما تتغير درجة حرارة اللحام بسرعة، يكون الضغط الحراري المتولد كبيرًا، ومن السهل حرقه وتقويضه وتشويه الموجة. يعتمد لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ في الغالب على اللحام التناكبي المسطح. يتأثر البركة المنصهرة بشكل أساسي بقوة القوس، وجاذبية معدن البركة المنصهر، والتوتر السطحي لمعدن البركة المنصهر. عندما يكون الحجم والكتلة وعرض المنصهر للمعدن المنصهر ثابتًا، فإن عمق المجمع المنصهر يعتمد على حجم القوس. يرتبط العمق المنصهر وقوة القوس بتيار اللحام، ويتم تحديد العرض المنصهر بواسطة جهد القوس.

كلما زاد حجم البركة المنصهرة، زاد التوتر السطحي. عندما لا يتمكن التوتر السطحي من موازنة قوة القوس وجاذبية معدن البركة المنصهرة، فإنه سيؤدي إلى احتراق البركة المنصهرة. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تسخين وتبريد اللحام محليًا أثناء عملية اللحام، مما يسبب إجهادًا وتوترًا غير متساويين. عندما ينتج التقصير الطولي للحام ضغطًا على حافة اللوحة الرقيقة يتجاوز قيمة معينة، فإنه سينتج تشوهًا موجيًا أكثر خطورة، مما يؤثر على جودة مظهر قطعة العمل. في ظل نفس طريقة اللحام ومعلمات العملية، فإن استخدام أقطاب التنغستن ذات الأشكال المختلفة لتقليل مدخلات الحرارة على وصلة اللحام يمكن أن يحل مشاكل مثل احتراق اللحام وتشوه قطعة العمل.

3. تطبيق اللحام اليدوي بغاز التنغستن الخامل في لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ

3.1 مبدأ اللحام

لحام غاز التنغستن الخامل هو لحام القوس المفتوح مع قوس مستقر وحرارة مركزة. تحت حماية الغاز الخامل (الأرجون)، يكون حوض اللحام نقيًا وجودة اللحام جيدة. ومع ذلك، عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يجب أيضًا حماية الجزء الخلفي من اللحام، وإلا فإنه سوف يسبب أكسدة خطيرة، مما يؤثر على تشكيل اللحام وأداء اللحام.

3.2 خصائص اللحام

يتميز لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ بالخصائص التالية:

1) الموصلية الحرارية لصفائح الفولاذ المقاوم للصدأ ضعيفة ومن السهل حرقها مباشرة.

2) لا يلزم وجود سلك لحام أثناء اللحام، ويتم دمج المادة الأصلية مباشرة.

لذلك، ترتبط جودة لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ ارتباطًا وثيقًا بعوامل مثل المشغلين والمعدات والمواد وطرق البناء والبيئة الخارجية أثناء اللحام والكشف.

في عملية لحام صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ، ليست هناك حاجة إلى مواد لحام، ولكن يجب أن تكون المواد التالية عالية نسبيًا: أولاً، النقاء ومعدل التدفق ووقت تدفق الأرجون لغاز الأرجون، وثانيًا، قطب التنغستن.

1) الأرجون

الأرجون هو غاز خامل وليس من السهل أن يتفاعل مع المواد المعدنية والغازات الأخرى. نظرًا لأن تدفق الغاز له تأثير تبريد، فإن منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة تكون صغيرة، ويكون تشوه اللحام صغيرًا. إنه غاز التدريع الأكثر مثالية لحام قوس الغاز الخامل التنغستن. يجب أن تكون نسبة نقاء الأرجون أكبر من 99.99%. يستخدم الأرجون بشكل أساسي لحماية حوض السباحة المنصهر بشكل فعال، ومنع الهواء من تآكل حمام السباحة المنصهر والتسبب في الأكسدة أثناء اللحام، وعزل منطقة اللحام بشكل فعال عن الهواء، بحيث تتم حماية منطقة اللحام وتحسين أداء اللحام.

2) قطب التنغستن

يجب أن يكون سطح قطب التنغستن سلسًا، ويجب شحذ النهاية، ويكون التركيز جيدًا. بهذه الطريقة، يكون القوس عالي التردد جيدًا، واستقرار القوس جيدًا، وعمق الانصهار عميقًا، ويمكن أن يظل المجمع المنصهر مستقرًا، ويكون اللحام جيدًا، وجودة اللحام جيدة. إذا تم حرق سطح قطب التنغستن أو كانت هناك عيوب مثل الملوثات والشقوق وثقوب الانكماش وما إلى ذلك على السطح، فمن الصعب بدء القوس عالي التردد أثناء اللحام، ويكون القوس غير مستقر، وينجرف القوس، يتم تشتيت البركة المنصهرة، وتوسيع السطح، وعمق الانصهار ضحل، واللحام سيئ التشكيل، وجودة اللحام رديئة.

4. الاستنتاج

1) يتمتع اللحام بقوس غاز خامل التنغستن باستقرار جيد، وأشكال أقطاب التنغستن المختلفة لها تأثير كبير على جودة اللحام للألواح الرقيقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

2) يمكن لحام القطب التنغستن الخامل المخروط المسطح أن يحسن معدل التشكيل على الوجهين للحام أحادي الجانب ، ويقلل من المنطقة المتضررة من حرارة اللحام ، ويجعل اللحام جميلًا ، وله خصائص ميكانيكية شاملة جيدة.

3) استخدام طريقة اللحام الصحيحة يمكن أن يمنع بشكل فعال عيوب اللحام.