الصدأ ، وهو شكل شائع من التآكل الذي يتشكل على الأسطح المعدنية عندما يتفاعل الحديد مع الأكسجين والرطوبة ، هو مشهد مألوف على الآلات القديمة والهياكل المعدنية والمعدات الخارجية. بالنسبة لأولئك الذين يواجهون مهمة الانضمام إلى القطع المعدنية الصدئة ، ينشأ سؤال رئيسي: "هل يمكن لحام المعدن الصدأ؟" الإجابة المختصرة هي نعم - يمكن لحام المعدن الصدأ - ولكن الصدأ يخلق تحديات يجب معالجتها لضمان لحام قوي وموثوق به. بدون التحضير والتقنية السليمة ، يمكن أن يؤدي الصدأ إلى ضعف المفاصل والعيوب وحتى مخاطر السلامة.
لماذا الصدأ يعقد اللحام
الصدأ (في المقام الأول أكسيد الحديد) ليس معدنًا - إنه مادة هشة ومسامية تعطل عملية اللحام بعدة طرق:
ضعف التوصيل الكهربائي
يعتمد اللحام على الكهرباء لإنشاء قوس (في لحام القوس) أو توليد الحرارة (في اللحام بالمقاومة). الصدأ هو موصل سيء للكهرباء ، بحيث يمكنه منع أو مبعثرة التيار الكهربائي اللازم لتشكيل قوس مستقر. يؤدي هذا عدم الاستقرار إلى تجمع لحام غير منتظم ، مما يجعل من الصعب إذابة المعدن الأساسي بالتساوي. على سبيل المثال ، في اللحام على العصا ، قد يتسبب الصدأ على سطح المعدن في "القفز" للقوس أو يطفئ بشكل غير متوقع ، مما يؤدي إلى اندماج غير مكتمل بين اللحام والمعادن الأساسية.
تلوث تجمع اللحام
عند تسخينه أثناء اللحام ، ينهار الصدأ إلى الأكسجين والغازات الأخرى ، والتي يمكن أن تلوث بركة اللحام المنصهرة. هذا يؤدي إلى مسامية - فقاعات الغاز الصغيرة المحاصرة في اللحام المتصلب. تضعف المسامية اللحام عن طريق إنشاء فجوات في هيكلها ، مما يقلل من قوة الشد وجعل المفصل عرضة للتكسير تحت الحمل. قد يكون لحام على المعدن الصدأ بكثافة مسام مرئية على سطحه ، وهي علامة واضحة على التلوث.
انخفاض الانصهار
الصدأ يعمل كحاجز بين المعدن الأساسي واللحام. حتى لو ذوبت القوس الصدأ ، فقد لا يصل المعدن الأساسي إلى درجة الحرارة المطلوبة لدمج مع المعدن لحام. ينتج عن هذا الاندماج غير المكتمل - عيبًا حرجًا حيث يفشل اللحام في الارتباط بالكامل بالمعادن الأساسية. في الحالات الشديدة ، قد يبعث اللحام عن السطح الصدأ بأقل قوة ، كما لو كانت ملتصقة بدلاً من دمجها.
زيادة الركع والخبث
يمكن أن تتسبب جزيئات الصدأ في تجمع اللحام في أن تتسبب في قطرات المعادن المفرطة (القطرات المعدنية المنصهرة التي تطير من اللحام) وتجعل الخبث (طلاء واقية من الأقطاب الكهربائية) يصعب إزالته. يخلق Spatter لحام فوضوي وقد يضر الأسطح القريبة ، في حين أن الخبث المحاصر في اللحام (إدراج الخبث) يضعف المفصل.
عندما يمكن لحام المعادن الصدئة (وكيف)
على الرغم من هذه التحديات ، يمكن لحام المعادن الصدئة بنجاح مع التحضير والتعديلات الصحيح. المفتاح هو إزالة ما يكفي من الصدأ للسماح بالانصهار المناسب مع تكييف عملية اللحام للتعامل مع أي تلوث متبقي.
التحضير: إزالة الصدأ قبل اللحام
الخطوة الأكثر أهمية هي تنظيف السطح المعدني لإزالة الصدأ الفضفاض والفخار وفضح المعادن الطازجة. يعتمد مدى التنظيف على شدة الصدأ:
• يمكن إزالة الصدأ الضوئي (طبقة رقيقة ومسحوق) بفرشاة سلك أو ورق صنفرة أو عجلة سلك متصلة بطاحونة. هذا يعرض المعدن الأساسي ، مما يسمح للقوس بضرب المعدن الأساسي وإذابة نظيف.
• الصدأ الثقيل (طبقات سميكة وقشرية أو تأليف) يتطلب المزيد من التنظيف العدواني. يمكن للمطحنة ذات القرص رفرف أو رمال الرمل إزالة الصدأ العميق ، على الرغم من أن المعدن المحفور قد لا يزال يحتوي على رواسب صغيرة من الصدأ في الحفر. في مثل هذه الحالات ، ركز على إزالة جميع الصدأ الفضفاض - الصدأ المتبقي في الحفر أقل ضررًا من الصدأ على السطح.
• قد يحتاج الصدأ أو الصدأ المستعبدين بإحكام (طبقة صلبة ولامعة) إلى علاج كيميائي. يمكن لمحولات الصدأ أو المنظفات الحمضية إذابة الصدأ ، على الرغم من أن المعدن يجب أن يتم شطفه وتجفيفه بعد ذلك لمنع الصدأ الجديد من التشكيل قبل اللحام.
بعد التنظيف ، امسح السطح بقطعة قماش لإزالة الغبار والحطام. الهدف من ذلك هو فضح ما لا يقل عن ¼ بوصة من المعادن النظيفة على طول خط المفصل - وهذا يضمن أن اللحام يمكن أن يندمج مباشرة مع المعدن الأساسي ، وليس فقط الصدأ.
اختيار عملية اللحام والمعلمات الصحيحة
بعض عمليات اللحام تتعامل مع الصدأ بشكل أفضل من غيرها ، ويمكن لضبط المعلمات تخفيف التلوث:
• العصي اللحام (SMAW) هو خيار جيد للمعادن الصدئة ، حيث يساعد طلاء التدفق الخاص به على حماية تجمع اللحام من الغازات الصادرة عن الصدأ المتبقي. يمكن أن يؤدي استخدام قطب كهربائي سليلوسي (على سبيل المثال ، E6010 أو E6011) إلى تحسين تغلغل القوس من خلال الصدأ الخفيف ، وذلك بفضل قوسه العدواني. تجنب أقطاب الهيدروجين المنخفضة - (على سبيل المثال ، E7018) للمعادن الصدئة الشديدة - فهي أكثر حساسية للرطوبة والتلوث ، مما يزيد من خطر المسامية.
• يمكن لحام MIG (GMAW) العمل مع الصدأ الخفيف إذا كان يستخدم سلكًا مطويًا- (الذي يحتوي على تدفق واقٍ داخل السلك). يساعد التدفق في فخ الغازات من الصدأ ، مما يقلل المسامية. بالنسبة لـ MIG مع الأسلاك الصلبة ، تأكد من أن المعدن نظيف للغاية ، حيث يوفر التدريع الغاز الخامل (Argon أو CO₂) حماية أقل ضد التلوث من التدفق.
• لحام TIG (GTAW) أقل تسامحًا مع الصدأ ، حيث يعتمد على التحكم الدقيق للحرارة وليس له تدفق لإخفاء التلوث. يوصى فقط بالمعادن الصدئة التي تم تنظيفها جيدًا.
يمكن أن يساعد ضبط المعلمات أيضًا:
• زيادة amperage قليلا لضمان ذوبان المعدن الأساسي من خلال أي صدأ متبقي.
• استخدم طول قوس أطول قليلاً لتحقيق الاستقرار في القوس على الأسطح غير المتكافئة سابقًا.
• لحام بسرعة السفر أبطأ للسماح للغازات من الصدأ للهروب من تجمع اللحام قبل أن يصلب ، مما يقلل المسامية.
post - اعتبارات اللحام
بعد اللحام ، فحص اللحام للعيوب مثل المسامية أو الانصهار غير المكتمل. في حالة وجود عيوب بسيطة ، يمكن لممر آخر مع قطب كهربائي نظيف إصلاحها. لتطبيقات الرطوبة في الهواء الطلق أو العالية- ، الطلاء أو الطلاء المنطقة الملحومة لمنع الصدأ الجديد من التشكيل ، حيث أن حرارة اللحام يمكن أن تجنب الطلاء الواقي على المعدن المحيط.
القيود: عندما لا ينبغي لحام المعدن الصدأ
في بعض الحالات ، يكون تلف الصدأ شديدًا جدًا من اللحام بأمان أو فعال:
• الضعف الهيكلي من الصدأ: إذا كان الصدأ قد أكل أجزاء كبيرة من المعدن (على سبيل المثال ، شعاع فولاذي مع أكثر من 20 ٪ من سماكة فقدت الصدأ) ، فإن اللحام قد لا يعيد قوته. المعدن نفسه ضعيف للغاية لدعم الأحمال ، حتى مع اللحام القوي.
• الحفر العميق مع الصدأ المخفي: قد يبدو المعدن ذو الحفرات العميقة المملوءة بالصدأ نظيفًا على السطح ولكنه لا يزال يرتدي الصدأ الذي يلوث اللحام. هذا أمر شائع في أجزاء السيارات القديمة أو المعدات البحرية ، حيث يخترق الصدأ بعمق. لحام مثل هذا المعدن غالبا ما يؤدي إلى اللحامات المسامية وضعيفة.
• السلامة - التطبيقات الحرجة: في اللحام الهيكلي (على سبيل المثال ، الجسور ، أوعية الضغط) أو التحميل - ، يجب تنظيف المفاصل المحمولة-. أي مخاطر الصدأ المتبقية تسقط سلامة اللحام ، مما قد يؤدي إلى فشل كارثي.
حقيقية - أمثلة العالم
لحام المعادن الصدئة أمر شائع في أعمال الإصلاح:
• يمكن للمزارع إصلاح إطار جرار الصدأ لحامه بعد طحن الصدأ الفضفاض ، باستخدام اللحام العصي لإنشاء مفصل قوي.
• يمكن لمالك المنزل إصلاح سياج معدني صدأ تنظيف الصدأ بفرشاة سلكية واستخدام اللحام MIG مع FLUX - سلك محفوظ لإعادة REATTACH سكة مكسورة.
• غالبًا ما يكون فنيو السيارات لحام الألواح الصدئة ، على الرغم من أنهم قد يقطعون أقسامًا شديدة الصدأ واستبدالها بمعدن جديد إذا كان الحفر عميقًا جدًا.
في كل حالة ، يعتمد النجاح على إزالة ما يكفي من الصدأ للسماح بالانصهار واختيار العملية الصحيحة للوظيفة.
الخلاصة
يمكن لحام المعادن الصدئة ، لكن الصدأ يخلق تحديات كبيرة تتطلب إعداد ورعاية. عن طريق إزالة الصدأ الفضفاض ، باستخدام عمليات اللحام المناسبة (مثل لحام العصا مع الأقطاب المغلفة - ، وضبط المعلمات للتعامل مع التلوث ، يمكن أن يخلق لحام مفاصل قوية في المعادن الصدئة. ومع ذلك ، قد يكون المعدن الصدأ الشديد أو الضعف هيكليًا متضررًا جدًا من اللحام بأمان ، مما يتطلب استبدالًا بدلاً من ذلك.
الوجبات الرئيسية هي أن الصدأ ليس عائقًا مطلقًا على اللحام - ولكنه يتطلب الاحترام. من خلال التنظيف الشامل والتقنية الذكية ، يمكن ربط المعدن الصدأ في اللحامات الوظيفية والموثوقة. سواء للإصلاحات أو التصنيع ، فإن معالجة الصدأ يضمن بشكل صحيح أن اللحام سيؤدي إلى اختبار الوقت.
