استكشاف اللحام الفعال لعالم المعادن: الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ، بسبب مقاومته الممتازة للتآكل، ومقاومته للحرارة، وتحمل درجات الحرارة المنخفضة، يستخدم على نطاق واسع في أدوات المائدة، والأجهزة المنزلية، وتصنيع الآلات، والديكور المعماري، والفحم، والبتروكيماويات، وغيرها من المجالات. منذ الأيام الأولى لجمهورية الصين الشعبية وحتى فترة ما قبل الإصلاح والانفتاح، كان الطلب على الفولاذ المقاوم للصدأ في الصين موجهًا بشكل أساسي للتطبيقات الصناعية والدفاعية. في الوقت الحاضر، يمثل إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في الصين أكثر من 50% من إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم، مما يؤسس مكانتها الهامة في سوق الفولاذ المقاوم للصدأ العالمي. ومع ذلك، فإن عملية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ ليست مهمة سهلة، وتتطلب إتقان سلسلة من النقاط الفنية والتغلب على الصعوبات التقنية المختلفة.

I. خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ

يشير الفولاذ المقاوم للصدأ، باختصار، إلى الفولاذ الذي يحتوي على عنصر أساسي من الكروم (Cr) بنسبة تزيد عن 12%. تضع هذه التركيبة الفولاذ في حالة خاملة، مما يمنحه خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ. بناءً على هيكلها وتركيبها الكيميائي، يمكن تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع إلى أربع فئات: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، والفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج.

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، بمقاومته الفائقة للتآكل، ومقاومته للحرارة، وخصائصه غير المغناطيسية، يستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية، وقطع غيار السيارات، والأدوات الطبية.

غالبًا ما يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، المعروف بقابليته للتصنيع الجيدة والصلابة العالية والخصائص المغناطيسية، في صناعة أدوات المائدة والشفرات والأجزاء الميكانيكية وما إلى ذلك.

الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك، الغني بالتيتانيوم، مقاوم لدرجات الحرارة المرتفعة والتآكل، ويشيع استخدامه في إنتاج أنابيب عادم السيارات، والمبادلات الحرارية، والمكونات الأخرى.

يجمع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بين مزايا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفيري، مما يوفر قوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل.

بالإضافة إلى ذلك، الفولاذ المقاوم للصدأ لديه أيضًا الخصائص البارزة التالية:

مقاومة ممتازة للتآكل: يمكن لعنصر الكروم الموجود في الفولاذ المقاوم للصدأ أن يشكل طبقة أكسيد كثيفة على سطحه، مما يقاوم بشكل فعال تآكل الأكسجين والماء والوسائط الأخرى المسببة للتآكل.

قوة ومتانة عالية: يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بقوة ومتانة عالية، وقادر على تحمل ضغط ميكانيكي كبير.

مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة: يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ على خواص ميكانيكية جيدة عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة.

المظهر الجمالي وسهولة المعالجة: يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بريق معدني لامع، وسهل المعالجة والشكل، ومناسب لتصنيع المنتجات ذات الأشكال والهياكل المعقدة المختلفة.

ومع ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ لديه موصلية حرارية سيئة نسبيًا ومعامل تمدد حراري كبير، مما يؤدي إلى مشكلات مثل الشقوق الساخنة والتآكل بين الحبيبات أثناء اللحام. لضمان جودة وأداء الوصلات الملحومة، من الضروري اختيار طرق اللحام المناسبة، والتحكم في معلمات اللحام، واتخاذ تدابير الحماية المناسبة.

II. الطرق الرئيسية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ

لحام المقاومة

الخصائص: يستخدم اللحام بالمقاومة حرارة المقاومة الناتجة عن مرور التيار عبر سطح التلامس لإذابة وتوصيل أسطح التلامس. يتميز اللحام بالمقاومة بمزايا سرعة اللحام السريعة وكفاءة الإنتاج العالية وجودة اللحام المستقرة.

نطاق التطبيق: اللحام بالمقاومة مناسب لحام صفائح وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات سماكة رقيقة نسبيًا وأشكال منتظمة.

نقاط التشغيل: قبل اللحام، تأكد من أن سطح قطعة العمل نظيف ومسطح؛ حدد تيار اللحام المناسب ووقت اللحام؛ التحكم في ضغط اللحام لضمان جودة اللحام.

اللحام بالقوس اليدوي

الخصائص: اللحام القوسي اليدوي هو طريقة لحام عن طريق تشغيل مسدس اللحام القوسي يدويًا، مما يوفر مرونة قوية وقابلية للتطبيق على مختلف أشكال وأحجام قطع العمل.

نطاق التطبيق: اللحام القوسي اليدوي مناسب لحام قطع العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات السماكة الرقيقة نسبيًا والأشكال المعقدة.

نقاط التشغيل: أثناء اللحام، التحكم في طول القوس والحفاظ على سرعة لحام مستقرة؛ اختيار أقطاب اللحام وتيارات اللحام المناسبة؛ انتبه إلى المعلمات مثل معدل تدفق الغاز الوقائي وطول تمديد قطب التنغستن.

اللحام المحمي بالغاز (لحام MIG/MAG ولحام TIG)

اللحام MIG/MAG: يستخدم هذا الغاز الخامل أو الغاز المختلط كطبقة واقية، حيث يقوم بتغذية سلك اللحام في حوض السباحة المنصهر من خلال أجهزة تغذية الأسلاك الأوتوماتيكية أو شبه الأوتوماتيكية للحام. إنها تتميز بمزايا سرعة اللحام السريعة والجودة المستقرة والتكلفة المنخفضة. مناسبة لمناطق اللحام ذات التوزيع العالي الكثافة.

لحام TIG: يستخدم غاز الأرجون كغاز وقائي، حيث يتم تسخين قطب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الحالة المنصهرة، ثم ملامسته لقطعة الشغل لتشكيل لحام. إنه يوفر مزايا مثل تشكيل اللحام الجيد، التشطيب العالي للسطح، والملاءمة للحام الصفائح الرقيقة والألواح المتوسطة إلى الثقيلة من الأنابيب. ومع ذلك، فإن العملية معقدة، وسرعة اللحام بطيئة، والتكاليف أعلى.

اللحام بالليزر

الخصائص: يستخدم اللحام بالليزر كثافة الطاقة العالية لشعاع الليزر لتحقيق اللحام، ويتميز بالدقة العالية والسرعة العالية وجودة اللحام الجيدة.

نطاق التطبيق: اللحام بالليزر مناسب لحام قطع العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع متطلبات جودة لحام عالية للغاية وأشكال معقدة.

نقاط التشغيل: أثناء اللحام، التحكم في قوة وموضع النقطة البؤرية لشعاع الليزر؛ الحفاظ على سرعة لحام مستقرة. انتبه إلى معدل تدفق الغاز الوقائي واستقرار شعاع الليزر.

طرق اللحام الأخرى

اللحام بالقوس المغمور : مناسبة للحام ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ ذات السمك المتوسط ​​وما فوق، مما يوفر مزايا مثل الإنتاجية العالية وجودة اللحام الجيدة. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يسبب بسهولة فصل عناصر السبائك والشوائب.

اللحام الكهربائي : يستخدم هذا حرارة المقاومة الناتجة عن مرور التيار عبر الخبث السائل للحام، وهو مناسب لمناسبات الإنتاج الضخم. ومع ذلك، لديها بعض القيود على المواد وحجم الشغل.

III. الصعوبات والحلول الفنية في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ

ظاهرة التكسير الساخن

الصعوبة الفنية: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وخاصة درجات الفولاذ التي تحتوي على المزيد من النيكل والكبريت وعناصر أخرى، عرضة للتشقق الساخن أثناء اللحام، مما يؤثر على جودة اللحام.

الحل: اعتماد التسخين المسبق والمعالجة اللاحقة للحرارة لتقليل إجهاد اللحام. في الوقت نفسه، يعد اختيار مواد الحشو المناسبة وتحسين معلمات اللحام (مثل التيار والجهد والسرعة) أمرًا بالغ الأهمية أيضًا.

التآكل الحبيبي

الصعوبة التقنية: يشكل مزيج الكربون والكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي كربيد الكروم الذي يترسب عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم عند حدود الحبوب، وبالتالي يؤدي إلى التآكل بين الحبيبات.

الحل: استخدم مواد الفولاذ المقاوم للصدأ ذات انبعاثات الكربون المنخفضة أو قم بإزالة أو تقليل ترسيب كربيد الكروم من خلال المعالجة الحرارية بعد اللحام.

تشوه اللحام

الصعوبة الفنية: يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بمعامل كبير للتمدد الحراري، مما يجعله عرضة للتشوه أثناء عمليات التسخين والتبريد.

الحل: تصميم شكل الوصلة بشكل معقول، واعتماد تسلسل اللحام المتماثل، واستخدام تركيبات التثبيت بشكل مناسب لتقليل تشوه اللحام.

مسامية اللحام

الصعوبة الفنية: قد يؤدي ضعف الحماية أثناء اللحام أو وجود ملوثات على سطح المعدن الأساسي إلى تكوين مسام هيدروجينية أو مسام غازية أخرى.

الحل: التأكد من التنظيف الشامل للسطح المراد لحامه قبل اللحام والحفاظ على بيئة حماية جيدة للغاز أثناء اللحام.

يعد لحام الفولاذ المقاوم للصدأ عملية صعبة من الناحية الفنية، وتتطلب دراسة شاملة لخصائص المواد وطرق اللحام والمواصفات التشغيلية وعوامل أخرى. من خلال اختيار طرق اللحام المناسبة والمعلمات التقنية واعتماد الحلول الفعالة، يمكن ضمان جودة وأداء اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في المستقبل، نتوقع ظهور تقنيات ومعدات لحام أكثر تقدمًا، مما يفتح مساحات أوسع لتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ.  مالك الحزين  وستواصل أيضًا استكشاف الابتكارات بعمق في تكنولوجيا لحام الفولاذ المقاوم للصدأ، والمساهمة بخبرتها المهنية في تحسين جودة اللحام وأدائه.