في صناعة اليوم ، أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ مادة مستخدمة على نطاق واسع ، ومقاومته الفريدة للتآكل وقوته العالية تجعله مناسبًا للعديد من التطبيقات ، مثل معالجة الأغذية ، والمستحضرات الصيدلانية ، والفضاء ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، تتطلب عملية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ مهارة خاصة والمعرفة لضمان جودة واستقرار الوصلة الملحومة. تهدف هذه المقالة إلى تقديم دليل موجز لأساسيات وتقنيات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ لأولئك الذين يرغبون في تعلم المهارة. سواء كنت مهندسًا أو تقنيًا أو من عشاق الأعمال اليدوية ، يمكنك العثور على معلومات ونصائح مفيدة في هذه المقالة لضمان حصولك على أفضل النتائج عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ.
حول الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن مادة سبيكة تتكون من الحديد والكروم والنيكل وعناصر صناعة السبائك الأخرى. حصل على اسمه من خصائصه المقاومة للتآكل. يمكن تقسيم مواد الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أنواع مختلفة ، ولكل منها تركيبات وخصائص كيميائية مختلفة. من بينها ، الأنواع الأكثر استخدامًا هي الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 316.
النوع 304 الفولاذ المقاوم للصدأ يستخدم عادة في تطبيقات درجة حرارة الغرفة مثل معدات تجهيز الأغذية ، المعدات الطبية ، مواد البناء ، إلخ. يحتوي على 18٪ كروم و 8٪ نيكل ولديه مقاومة جيدة للتآكل واللدونة.
316 الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على 2٪ -3٪ موليبدينوم ، مما يجعله يتمتع بمقاومة أعلى للتآكل ومقاومة للتآكل بالكلوريد ، وعادة ما يستخدم في المعدات البحرية والكيميائية.
بغض النظر عن نوع الفولاذ المقاوم للصدأ ، تتمتع جميعها بقوة عالية ومقاومة للتآكل ويمكن معالجتها وتشويهها بشكل بلاستيكي عن طريق المعالجة الحرارية والعمل البارد. هذه الخصائص تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ يستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك ، نظرًا للصلابة العالية والتركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ ، يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ مهارات ومعرفة خاصة لضمان جودة واستقرار الوصلات الملحومة.
التحضير قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ
يعد التحضير قبل اللحام من أهم خطوات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. يضمن الإعداد المناسب استقرار عملية اللحام وجودة الوصلة الملحومة. قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب عمل التحضيرين التاليين:
تحضير السطح للحام
يعد تحضير سطح اللحام أحد العوامل المهمة لضمان جودة اللحام. قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، من الضروري إزالة الشحوم والأوساخ والأكاسيد الموجودة على سطح اللحام ، حتى لا يكون لهذه الشوائب تأثير سلبي على اللحام. بشكل عام ، يمكن تنظيفه بفرشاة أو ورق صنفرة أو أي أدوات تنظيف أخرى. إذا كنت تقوم بلحام مكونات أكبر من الفولاذ المقاوم للصدأ ، فستحتاج إلى استخدام مطحنة أو أداة ميكانيكية أخرى لإعداد السطح.
تحضير معدات اللحام المناسبة ومواد اللحام
يعد اختيار معدات اللحام المناسبة ومستهلكات اللحام أمرًا بالغ الأهمية لنجاح عملية اللحام. عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، من الضروري اختيار معدات اللحام والمواد المناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ. بشكل عام ، يعد استخدام لحام الأرغون القوسي أو لحام القوس بالبلازما خيارًا أكثر شيوعًا. في الوقت نفسه ، من الضروري تحديد تيار اللحام المناسب ، والإلكترود ، وسلك اللحام ، وما إلى ذلك وفقًا لنوع المادة وسمك الفولاذ المقاوم للصدأ. عند اختيار مواد اللحام ، من الضروري التأكد من أن التركيب الكيميائي لمواد اللحام يتطابق مع المواد الأساسية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لضمان جودة واستقرار الوصلات الملحومة.
قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب التأكد من أنه تم تحضير السطح والمواد وأن معدات اللحام قد تم ضبطها على المعلمات المناسبة. يمكن أن تساعد هذه الاستعدادات في إجراء عملية اللحام بسلاسة وضمان جودة واستقرار الوصلة الملحومة.
اختر طريقة اللحام المناسبة
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، من المهم جدًا اختيار طريقة اللحام المناسبة. طرق اللحام المختلفة لها مزايا وعيوب مختلفة لأنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ. فيما يلي العديد من طرق اللحام الشائعة:
لحام الأرجون
يعد لحام الأرغون القوسي أحد أكثر الطرق شيوعًا في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. إنها تستخدم الأرجون النقي كغاز واقي لمنع تلوث الهواء في منطقة اللحام. لحام الأرغون القوسي مناسب لمعظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ويمكنه لحام مكونات أرق من الفولاذ المقاوم للصدأ. جودة اللحام لقوس الأرجون عالية ، ووصلة اللحام مسطحة ، ولا توجد أكاسيد وشوائب أخرى في اللحام.
لحام القوس البلازما
لحام القوس بالبلازما هو طريقة لحام عالية الطاقة تستخدم البلازما كمصدر لحام. يمكن أن توفر البلازما حرارة كافية لإذابة الفولاذ المقاوم للصدأ وإنتاج انصهار جيد في الوصلة الملحومة. يستخدم لحام قوس البلازما بشكل شائع في لحام مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ السميكة ، ويمكنه لحام الأنابيب الكبيرة والأوعية وغيرها من المعدات.
تيج لحام
لحام TIG هو طريقة لحام يدوية تستخدم سلك لحام رفيع وشعلة قوس أرجون محمولة للحام. يمكن أن يتحكم اللحام TIG في سرعة ودرجة حرارة اللحام ، لذلك فهو مناسب جدًا للحام مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ الصغيرة والحساسة. تتمثل ميزة لحام TIG في أن الوصلة الملحومة مسطحة وخالية من الأكاسيد والشوائب الأخرى ، ولكنها تتطلب عاملًا ماهرًا للغاية للتحكم في جودة وسرعة اللحام.
يعتمد اختيار طريقة اللحام المناسبة على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ وسمكه وتطبيقه وعوامل أخرى. قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، من الضروري تقييم طرق اللحام المختلفة واختيار الطريقة الأنسب لضمان جودة واستقرار الوصلات الملحومة.
أداء اللحام
عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب إجراء اللحام وفقًا للخطوات التالية:
منطقة لحام نظيفة
قبل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب تنظيف منطقة اللحام لضمان جودة الوصلة الملحومة. يمكن أن يؤثر أي شحم أو غبار أو ملوثات أخرى سلبًا على اللحام. لذلك ، يتم استخدام المنظفات والمذيبات لتنظيف منطقة اللحام قبل اللحام.
تجهيز مواد اللحام
يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ استخدام مستهلكات لحام متخصصة لها خصائص وتركيبات كيميائية مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ. عند اختيار مواد اللحام ، يجب مراعاة نوع الفولاذ المقاوم للصدأ وسمكه وتطبيقه. يعتمد اختيار مادة اللحام أيضًا على نوع طريقة اللحام.
ضبط معدات اللحام
قبل اللحام ، يجب تعديل معدات اللحام للتأكد من أنها تلبي متطلبات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. يتضمن ذلك اختيار مسدس اللحام المناسب ، وتيار اللحام والجهد المناسب ، وتدفق الغاز المناسب.
ابدأ اللحام
بمجرد اكتمال الأعمال التحضيرية ، يمكن أن يبدأ لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. أثناء عملية اللحام ، يجب التحكم في سرعة اللحام ودرجة الحرارة لضمان جودة واستقرار الوصلة الملحومة. في الوقت نفسه ، من الضروري الحفاظ على منطقة اللحام نظيفة واستخدام غاز التدريع لمنع تلوث منطقة اللحام بالهواء.
اللحام الكامل والمعالجة اللاحقة
بمجرد اكتمال اللحام ، يجب فحص الوصلة الملحومة للتأكد من أنها تلبي المتطلبات. إذا كان المفصل الملحوم معيبًا ، فيجب إصلاحه. قبل المعالجة اللاحقة ، يجب تبريد الوصلة الملحومة لتجنب التشوه الحراري. تشمل المعالجات اللاحقة طحن وتلميع الوصلات الملحومة لتحسين مظهرها ومقاومتها للتآكل.
يجب إجراء اللحام بعناية وسرعة ودرجة حرارة اللحام لضمان جودة واستقرار المفصل الملحوم. قد تؤثر أي عملية غير مناسبة على جودة وأداء الوصلة الملحومة ، لذلك يجب تشغيلها وفقًا لمتطلبات اللحام المحددة.
مراقبة الجودة والمعالجة اللاحقة
بعد لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، يلزم مراقبة الجودة والمعالجة اللاحقة لضمان جودة ومتانة الوصلة الملحومة.
QC
تتطلب الوصلات الملحومة مراقبة الجودة للتأكد من أنها تلبي المتطلبات. تشمل طرق مراقبة الجودة الشائعة اختبار الأشعة السينية والاختبار بالموجات فوق الصوتية واختبار التيار الدوامي ، من بين أمور أخرى. يمكن لهذه الطرق اكتشاف الشقوق والمسام والشوائب والعيوب الأخرى في الوصلات الملحومة لضمان جودة الوصلات الملحومة.
المعالجة البعدية
من الضروري الانتظار حتى تبرد الوصلة الملحومة تمامًا قبل المعالجة اللاحقة. تشمل المعالجة اللاحقة الطحن والتلميع والتخليل والتلميع الكهروكيميائي. صقل وتلميع سطح الوصلات الملحومة وتحسين مظهرها ومقاومتها للتآكل. يزيل التخليل الملوثات والأكاسيد من الوصلات الملحومة لتحسين مقاومتها للتآكل. يمكن للتلميع الكهروكيميائي أن يجعل سطح الوصلات الملحومة أكثر سلاسة.
التعبئة والتغليف والشحن
بمجرد اجتياز الوصلات الملحومة لمراقبة الجودة والمعالجة اللاحقة ، يجب تعبئتها وشحنها. يجب استخدام المواد المقاومة للرطوبة والتآكل والصدمات في العبوة لتجنب تلف الوصلات الملحومة أثناء النقل.
في الختام ، بالنسبة للحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، تعتبر مراقبة الجودة والمعالجة اللاحقة مهمة للغاية. فقط من خلال هذه التدابير يمكن ضمان جودة ومتانة الوصلات الملحومة وبالتالي تلبية متطلبات التطبيق المختلفة.
ثمانية احتياطات عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ
1. الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم لديه مقاومة تآكل معينة (حمض مؤكسد ، حمض عضوي ، تجويف) ، مقاومة للحرارة ، ومقاومة للتآكل. يستخدم عادة لمحطات الطاقة والمواد الكيميائية والبترول ومواد المعدات الأخرى. قابلية اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ بالكروم ضعيفة ، لذلك يجب الانتباه إلى عملية اللحام وظروف المعالجة الحرارية.
2. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم 13 بصلابة أكبر بعد اللحام وعرضة للتشققات. إذا تم استخدام نفس النوع من قطب الكروم الفولاذي المقاوم للصدأ (G202 ، G207) للحام ، فيجب إجراء التسخين المسبق فوق 300 درجة مئوية ومعالجة التبريد البطيء عند حوالي 700 درجة مئوية بعد اللحام. إذا تعذر تعريض اللحام للمعالجة الحرارية بعد اللحام ، فيجب استخدام أقطاب من الصلب غير القابل للصدأ والنيكل والكروم (A107 ، A207).
3. الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع الكروم 17، لتحسين مقاومة التآكل وقابلية اللحام، يتم إضافة كمية مناسبة من عناصر الاستقرار مثل Ti وNb وMo وما إلى ذلك بشكل مناسب، وتكون قابلية اللحام أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع الكروم 13. عند استخدام نفس النوع من أقطاب الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع الكروم (G302، G307)، يجب تسخينه مسبقًا إلى ما يزيد عن 200 درجة مئوية وتلطيفه إلى حوالي 800 درجة مئوية بعد اللحام. إذا تعذر معالجة اللحام بالحرارة، فيجب استخدام أقطاب الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع الكروم والنيكل (A107، A207).
4. عندما يتم لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم والنيكل ، تترسب الكربيدات بعد التسخين المتكرر ، مما يقلل من مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية.
5. تتمتع الأقطاب الكهربائية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل والكروم بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة الأكسدة وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الكيماويات والأسمدة والبترول والآلات الطبية.
6.
7. يجب أن يبقى القطب جافًا عند الاستخدام. يجب تجفيف نوع الكالسيوم-التيتانيوم عند 150 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة ، ويجب تجفيف النوع منخفض الهيدروجين عند 1-200 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة (لا تكرر التجفيف عدة مرات ، وإلا فسوف يتشقق الطلاء بسهولة و قشر) لمنع قضيب اللحام بالزيوت اللاصقة والأوساخ الأخرى ، حتى لا يزيد محتوى الكربون في اللحام ويؤثر على جودة اللحام.
8. لمنع التآكل بين العينين بسبب التسخين، يجب ألا يكون تيار اللحام كبيرًا جدًا، حوالي 20% أقل من قطب الفولاذ الكربوني، ويجب ألا يكون القوس طويلاً جدًا، ويجب أن يكون تبريد الطبقات المتوسطة سريعًا، ويجب أن تكون حبة اللحام الضيقة أفضل.
9 مشاكل رئيسية في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ
1. ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للأحماض؟
الإجابة: يمكن لمحتوى العنصر الرئيسي "الكروم" في المادة المعدنية (مطلوب أيضًا عناصر أخرى مثل النيكل والموليبدينوم) أن يجعل الفولاذ في حالة تخميل ويتميز بخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ. يشير الفولاذ المقاوم للأحماض إلى الفولاذ الذي يقاوم التآكل في الوسائط شديدة التآكل مثل الأحماض والقلويات والملح.
2. ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي؟ ما هي الدرجات شائعة الاستخدام؟
الإجابة: الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ هو الأكثر استخدامًا ويحتوي على العديد من الأصناف. مثل:
〈1〉18-8 series: 0Cr19Ni9 (304) 0Cr18Ni8 (308)
〈2〉18-12 series: 00Cr18Ni12Mo2Ti (316L)
〈3〉25-13 series: 0Cr25Ni13 (309)
سلسلة 〈4〉 25-20: 0Cr25Ni20 إلخ.
3. لماذا توجد صعوبة تقنية معينة في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ؟
الإجابة: تتمثل صعوبة العملية الرئيسية في: <1> مواد الفولاذ المقاوم للصدأ لها حساسية حرارية قوية ، ووقت الإقامة في منطقة درجة الحرارة من 450-850 درجة مئوية أطول قليلاً ، ومقاومة تآكل اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة تقل بشكل خطير . 〈2〉 الشقوق الساخنة معرضة للحدوث. 〈3〉 حماية رديئة ، أكسدة شديدة في درجات الحرارة العالية. 〈4〉 معامل التمدد الخطي كبير ، مما يؤدي إلى تشوه كبير في اللحام.
4. لماذا نحتاج إلى اتخاذ إجراءات عملية فعالة للحام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ؟
الإجابة: إجراءات العملية العامة هي: <1> يجب أن نختار بدقة مواد اللحام بناءً على التركيب الكيميائي للمعدن الأساسي. 〈2〉 تيار صغير ، لحام سريع ؛ طاقة الأسلاك الصغيرة ، وتقليل مدخلات الحرارة. <3> سلك لحام بقطر رفيع ، وقضيب لحام ، ولحام غير متذبذب ، ومتعدد الطبقات ، ولحام متعدد المسارات. 〈4〉 يؤدي التبريد القسري لدرزة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة إلى تقليل وقت الإقامة من 450-850 ℃. 〈5〉 حماية من غاز الأرجون على الجزء الخلفي من لحام TIG. <6> اللحامات الملامسة للوسائط المسببة للتآكل ملحومة أخيرًا. 〈7〉 معالجة التخميل لدرزة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة.
5. لماذا يجب أن نستخدم سلسلة 25-13 من أسلاك اللحام والأقطاب الكهربائية في لحام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، والفولاذ الكربوني ، والفولاذ منخفض السبائك (لحام الفولاذ غير المتماثل)؟
الإجابة: بالنسبة لمفاصل اللحام من الفولاذ غير المتشابه المتصلة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، والفولاذ الكربوني ، والصلب منخفض السبائك ، يجب استخدام أسلاك اللحام من سلسلة 25-13 (309 ، 309 لتر) وقضبان اللحام (الأوستنيتي 312 ، النمساوي 307 ، إلخ) معدن إيداع اللحام. إذا تم استخدام مواد لحام أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، فسيتم إنتاج هيكل مارتينسيت على خط الانصهار للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك ، مما يتسبب في حدوث تشققات باردة.
6. لماذا استخدام غاز الحماية 98%Ar+2%O2 لسلك اللحام الصلب المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
الإجابة: عند استخدام سلك صلب لا يصدأ للحام MIG ، إذا تم استخدام حماية غاز الأرجون النقي ، فإن التوتر السطحي لحوض السباحة المنصهر سيكون كبيرًا ، وسوف يتشكل اللحام بشكل سيئ ، مما يظهر شكل اللحام "الحدباء". أضف 1-2٪ أكسجين لتقليل التوتر السطحي لحوض السباحة المنصهر ، ويتم تشكيل خط اللحام بشكل سلس وجميل.
7. لماذا يكون سطح سلك الفولاذ المقاوم للصدأ المصمت MIG أسود اللون؟
الإجابة: سرعة لحام MIG للمواد الصلبة أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ سريع نسبيًا (30-60 سم/دقيقة). تم تشغيل فوهة الغاز الواقية إلى منطقة حوض المنصهر الأمامي. لا يزال خط اللحام في حالة من السخونة الحمراء ودرجة الحرارة العالية. أسود. يمكن لطريقة التخليل بالتخليل إزالة الجلد الأسود واستعادة لون السطح الأصلي للفولاذ المقاوم للصدأ.
8. لماذا تحتاج أسلاك اللحام المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى مصدر طاقة نبضي لتحقيق الانتقال النفاث واللحام الخالي من الرذاذ؟
الجواب: عند استخدام مادة صلبة أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ بالنسبة للحام MIG ، يمكن لسلك 1.2 تحقيق النقل النفاث فقط عندما يكون التيار I≥260-280A ؛ القطرات الأقل من هذه القيمة عبارة عن نقل قصير الدائرة ، مع بقع كبيرة ، ولا يمكن استخدامها بشكل عام. فقط باستخدام مصدر طاقة نبضي MIG بتيار نبضي أكبر من 300 أمبير ، يمكن تحقيق انتقال قطيرة النبض تحت تيار لحام 80-260 أمبير بدون لحام ترشيش.
9. لماذا سلك اللحام الفولاذي المقاوم للصدأ ذو قلب التدفق محمي بغاز ثاني أكسيد الكربون؟ لا تحتاج إلى مصدر طاقة نابض؟
الإجابة: سلك اللحام الفولاذي المقاوم للصدأ ذو قلب التدفق المستخدم حاليًا (مثل 308 ، 309 ، إلخ) ، تم تطوير صيغة تدفق اللحام في سلك اللحام وفقًا لتفاعل اللحام الكيميائي المعدني تحت حماية غاز ثاني أكسيد الكربون ، لذلك لا يمكن تستخدم في اللحام MAG أو MIG ؛ مصدر طاقة لحام القوس النبضي.
في الخلاصة
في هذه المقالة ، قمنا بتغطية أساسيات وإجراءات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. أولاً ، تعرفنا على خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ وأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ وتطبيقاتها. بعد ذلك ، نقدم أعمال التحضير قبل اللحام بالتفصيل ، بما في ذلك التنظيف ، والتثبيت ، والتسخين المسبق ، واختيار مواد اللحام المناسبة. بعد ذلك ، نستكشف طرق اللحام المختلفة ، بما في ذلك اللحام TIG واللحام MIG واللحام القوسي المحمي ، ونحلل خصائص ونطاق تطبيق كل منها. بعد ذلك ، نقدم الاحتياطات وطرق مراقبة الجودة أثناء عملية اللحام ، وكذلك طرق المعالجة اللاحقة والتعبئة بعد اللحام. أخيرًا ، نؤكد على أهمية مراقبة الجودة والمعالجة اللاحقة لضمان جودة ومتانة الوصلات الملحومة.
باختصار ، توفر لك هذه المقالة دليلًا موجزًا وعمليًا لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ، على أمل أن تكون مفيدة لتطبيقك في الإنتاج والتصنيع الفعليين.