المشكلة الرئيسية مع اللحام
أثناء اللحام، تكون المكونات الرئيسية في اللحام هي الحديد والنيكل، وهما قابلان للذوبان بشكل لا نهائي في بعضهما البعض ولا يشكلان مركبات بين معدنية. بشكل عام، يكون محتوى النيكل في اللحام مرتفعًا نسبيًا، لذلك لن تتشكل طبقة انتشار في منطقة الانصهار للمفصل الملحوم. المشكلة الرئيسية في اللحام هي الميل إلى تكوين مسام وشقوق ساخنة في اللحام.
1. الثغور
عند لحام الفولاذ مع النيكل وسبائكه، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكوين المسام في اللحام هي محتوى الأكسجين والنيكل وعناصر السبائك الأخرى.
① تأثير الأكسجين. أثناء اللحام، قد يذوب المزيد من الأكسجين في المعدن السائل، ويتأكسد الأكسجين مع النيكل عند درجة حرارة عالية لتكوين NiO. يمكن أن يتفاعل NiO مع الهيدروجين والكربون في المعدن السائل لتوليد بخار الماء وأول أكسيد الكربون. عندما يتصلب المسبح المنصهر، مثل لا يوجد وقت للهروب، والباقي في اللحام سيشكل مسامًا. في لحام الحديد والنيكل من النيكل النقي ولحام القوس المغمور Q235-A، كلما زاد محتوى الأكسجين في اللحام، زاد عدد المسام في اللحام بشرط ألا يتغير محتوى النيتروجين والهيدروجين كثيرًا.
② تأثير النيكل. في اللحامات بين الحديد والنيكل، تكون قابلية ذوبان الأكسجين في الحديد والنيكل مختلفة. تكون قابلية ذوبان الأكسجين في النيكل السائل أكبر من تلك الموجودة في الحديد السائل، بينما تكون قابلية ذوبان الأكسجين في النيكل الصلب أقل من تلك الموجودة في الحديد الصلب. لذلك، يكون التغير المفاجئ في قابلية ذوبان النيكل أكثر وضوحًا من التغير المفاجئ في تبلور الحديد. لذلك، عندما يكون محتوى النيكل في اللحام 15٪ ~ 30٪، يكون ميل المسامية صغيرًا، وعندما يكون محتوى النيكل كبيرًا، يزداد ميل المسامية إلى 60٪ ~ 90٪، وسوف تنخفض الكمية المذابة من الفولاذ حتمًا، وبالتالي فإن ميل تكوين المسامية يتغير. كبير.
③ تأثير عناصر السبائك الأخرى. عندما يحتوي لحام الحديد والنيكل على المنجنيز والكروم والموليبدينوم والألمنيوم والتيتانيوم وعناصر السبائك الأخرى أو يتوافق مع السبائك، يمكن تحسين مقاومة مسامية اللحام. وذلك لأن المنجنيز والتيتانيوم والألمنيوم لها تأثيرات إزالة الأكسدة، في حين يزيد الكروم والموليبدينوم من قابلية الذوبان في المعدن الصلب للحام. وبالتالي، فإن مقاومة المسامية لحامات النيكل والفولاذ المقاوم للصدأ 1Cr18Ni9Ti أعلى من مقاومة النيكل والفولاذ Q235-A. كما يعمل الألومنيوم والتيتانيوم على تثبيت النيتروجين في مركب مستقر وتحسين مقاومة اللحام للمسامية.
2. الكراك الساخن
في لحام الفولاذ والنيكل وسبائكه، فإن السبب الرئيسي للشقوق الساخنة هو أنه بسبب لحام النيكل العالي مع البنية الشجرية، تتركز بعض بلورات الأوتوكتيكا منخفضة الانصهار على حواف الحبوب الخشنة، مما يؤدي إلى إضعاف الحبوب. يقلل الاتصال بينهما من مقاومة التشقق في معدن اللحام. بالإضافة إلى ذلك، فإن محتوى النيكل المرتفع بشكل مفرط في معدن اللحام له تأثير كبير على التشقق الساخن لمعدن اللحام. في لحام الحديد والنيكل، يكون للشوائب مثل الأكسجين والكبريت والفوسفور أيضًا تأثير كبير على ميل التشقق الساخن في اللحام.
عند استخدام تدفق خالٍ من الأكسجين، يتم تقليل كمية الشقوق بشكل كبير بسبب انخفاض جودة الشوائب الضارة مثل الأكسجين والكبريت والفوسفور في اللحام، وخاصة انخفاض محتوى الأكسجين. لأنه عندما يتبلور المسبح المنصهر، يمكن للأكسجين والنيكل تكوين Ni + NiO إيوتكتيكي، ودرجة حرارة الإيوتكتيكي هي 1438 درجة، ويمكن للأكسجين أيضًا تعزيز التأثير الضار للكبريت. لذلك، عندما يكون محتوى الأكسجين في اللحام مرتفعًا، يكون ميل التشقق الساخن كبيرًا.
يمكن لعناصر السبائك مثل Mn وCr وMo وTi وNb تحسين مقاومة التشقق في معدن اللحام. تعد كل من Mn وCr وMo وTi وNb من العناصر المعدلة التي يمكنها تحسين بنية اللحام وتعطيل اتجاهها البلوري. كما أن Al وTi من العناصر المؤكسدة القوية التي يمكنها تقليل محتوى الأكسجين في اللحام. يمكن أن يشكل Mn المركب المقاوم للحرارة MnS مع S، وبالتالي تقليل التأثيرات الضارة للكبريت.
الخواص الميكانيكية للمفاصل الملحومة
ترتبط الخصائص الميكانيكية للمفاصل الملحومة بالحديد والنيكل بمواد المعدن الحشو ومعلمات اللحام. عند لحام النيكل النقي والفولاذ منخفض الكربون، عندما يكون مكافئ النيكل في اللحام أقل من 30٪، في ظل ظروف التبريد السريع للحام، سيظهر هيكل مارتنسيتي في اللحام، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في ليونة وصلابة المفصل. لذلك، من أجل الحصول على مرونة وصلابة أفضل للمفصل، يجب أن يكون مكافئ النيكل في لحام الحديد والنيكل أكبر من 30٪.
