يستخدم النحاس ، مع الموصلية الكهربائية الممتازة ، والتوصيل الحراري والليونة ، على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية ، والفضاء ، وتصنيع السيارات وغيرها من المجالات. يعد اللحام عملية مهمة لتحقيق اتصال مكونات النحاس. ومع ذلك ، نظرًا للخصائص الفيزيائية الفريدة للنحاس ، كانت درجة الحرارة المطلوبة للحام لها دائمًا مصدر قلق رئيسي في الصناعة. إذن ، ما هي درجة الحرارة اللازمة للحام النحاس؟ لا يمكن الإجابة على هذه المشكلة بقيمة ثابتة واحدة ، حيث تتأثر بالعديد من العوامل مثل طرق اللحام وأنواع النحاس ومتطلبات اللحام.
تأثير خصائص النحاس على درجة حرارة اللحام
قبل مناقشة درجة حرارة اللحام المحددة ، يجب أولاً أن نفهم خصائص النحاس التي تؤثر على درجة حرارة اللحام. النحاس لديه نقطة انصهار منخفضة نسبيا ، حوالي 1083 درجة. ولكن في الوقت نفسه ، فإنه يحتوي على توصيل حراري مرتفع للغاية ، وهو أعلى بكثير من المعادن الشائعة مثل الصلب. هذا يعني أنه أثناء عملية اللحام ، من السهل الانتشار إلى المنطقة المحيطة بسرعة ، مما يجعل من الصعب الحفاظ على تجمعات صخور عالية في درجة الحرارة في منطقة اللحام. لذلك ، في عمليات اللحام الفعلية ، غالبًا ما تكون درجة الحرارة المقدمة أعلى من نقطة انصهار النحاس لتعويض فقدان الحرارة الناجم عن توصيل الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان النحاس يحتوي على عناصر صناعة السبائك (مثل النحاس والنحاس البرونزي) ، فسيتغير نقطة الانصهار الخاصة به ، مما سيؤثر أيضًا بشكل مباشر على درجة حرارة اللحام المطلوبة. على سبيل المثال ، فإن نقطة انصهار النحاس (سبيكة الزنك-) أقل من النحاس النقي ، حول 900 - 940 ، وبالتالي فإن درجة حرارة اللحام مطلوبة أيضًا منخفضة نسبيًا.
درجة حرارة اللحام لطرق اللحام النحاسية المشتركة
طرق اللحام المختلفة لها متطلبات مختلفة لدرجة الحرارة ، وكل طريقة لها سيناريوهات قابلة للتطبيق.
لحام الغاز
لحام الغاز هو وسيلة شائعة للحام أجزاء نحاسية رقيقة. يستخدم اللهب الناتج عن احتراق الغاز (مثل الأسيتيلين والأكسجين) لتسخين النحاس. يمكن أن تصل درجة حرارة Oxy - إلى 3100 درجة ، وهو ما يكفي لإذابة النحاس. في عملية لحام النحاس النقي مع لحام الغاز ، عادة ما يتم التحكم في درجة حرارة منطقة اللحام عند درجة1100 - 1200. تكون درجة الحرارة هذه أعلى قليلاً من نقطة انصهار النحاس النقي ، والتي يمكن أن تضمن أن النحاس في مفصل اللحام يذوب تمامًا لتشكيل رابطة جيدة. بالنسبة للنحاس ، يتم التحكم بشكل عام في درجة حرارة اللحام عند درجة900 - 1000 وفقًا لنقطة الانصهار.
لحام تيج (لحام الغاز الخامل التنغستن)
يستخدم لحام TIG على نطاق واسع في اللحام النحاسي الجودة-. يستخدم قطبًا غير قابل للاستهلاك غير القابل للاستهلاك لإنشاء قوس ، ويحمي منطقة اللحام مع الغاز الخامل (عادة الأرجون). درجة حرارة القوس في اللحام TIG مرتفع للغاية ، والتي يمكن أن تصل إلى6000 - 8000. ومع ذلك ، في التشغيل الفعلي ، يتم التحكم في درجة حرارة منطقة اللحام النحاسية بشكل رئيسي لجعل النحاس ذوبان وتشكيل تجمع منصهر ، بشكل عام بين1100 - 1300. بالنسبة للألواح النحاسية السميكة ، عادة ما يكون التسخين المسبق مطلوبًا قبل اللحام. درجة حرارة التسخين عمومًا 200 - 500 درجة. هذا يمكن أن يقلل من اختلاف درجة الحرارة بين منطقة اللحام والمعادن الأساسية ، مما يبطئ فقدان الحرارة ، ويساعد في الحفاظ على درجة حرارة اللحام المطلوبة.
النحومة
يختلف النحاس عن لحام الانصهار مثل اللحام الغاز ولحام TIG. لا يتطلب ذوبان المعدن الأساسي (النحاس) ، ولكنه يستخدم معدن حشو النحاس مع نقطة انصهار أقل من النحاس. عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة انصهار معدن حشو النحاس ، يذوب المعدن الحشو النحاس ويضرب سطح النحاس ، ويشكل اتصالًا ثابتًا بالنحاس بعد التبريد. لذلك ، يتم تحديد درجة حرارة النحاس بشكل رئيسي من خلال نقطة انصهار المعدن الحشو النحاس. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام معدن حشو النحاس مع نقطة انصهار من 600 درجة ، يتم التحكم في درجة حرارة النحاس في حوالي600 - 650. يعد التنظيف مناسبًا للمناسبات التي يحتاج فيها تشوه الأجزاء النحاسية إلى الحد الأدنى ، حيث أن درجة الحرارة المنخفضة لها تأثير أقل على المعدن الأساسي.
أهمية التحكم في درجة الحرارة في اللحام النحاسي
يعد التحكم الدقيق في درجة حرارة اللحام أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة اللحام النحاسي. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، فلا يمكن إذابة النحاس بالكامل (لحام الانصهار) أو لا يمكن للمعدن الحشو النحاس أن يبلل سطح النحاس بئرًا (للنحاس) ، مما يؤدي إلى عدم كفاية قوة الترابط لمفصل اللحام ، مما قد يؤدي إلى عيوب اللحام مثل اللحام الخاطئ. من ناحية أخرى ، إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، فسوف تسبب ذوبان مفرط للنحاس ، وزيادة تشوه اللحام ، وقد تؤدي أيضًا إلى أكسدة ونمو الحبوب للنحاس ، مما يقلل من الخواص الميكانيكية للأجزاء النحاسية.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لارتفاع الموصلية الحرارية للنحاس ، فإن توزيع درجة الحرارة أثناء اللحام غير متكافئ بسهولة. لذلك ، بالإضافة إلى التحكم في درجة حرارة التدفئة ، من الضروري أيضًا اتخاذ تدابير مثل التسخين والتحكم في سرعة التدفئة لضمان أن تكون درجة الحرارة في منطقة اللحام مستقرة وتفي بالمتطلبات.
خاتمة
باختصار ، تختلف درجة الحرارة اللازمة لحام النحاس اعتمادًا على عوامل مثل طرق اللحام وأنواع النحاس. بشكل عام ، تتطلب طرق اللحام الانصهار مثل اللحام الغاز واللحام TIG درجة الحرارة في منطقة اللحام أعلى من نقطة انصهار النحاس (حوالي 1083 درجة) ، وعادة ما تكون في نطاق 1100 - 1300 ، في حين يمكن تنفيذ النحاس عند درجة حرارة أقل (تحددها المعادن الحشو النهائية).
من خلال التطوير المستمر لتكنولوجيا اللحام ، يمكن لمعدات اللحام أكثر وأكثر ذكاءً التحكم بدقة في درجة حرارة اللحام من خلال أجهزة الاستشعار وبرامج الكمبيوتر ، مما يحسن استقرار وموثوقية اللحام النحاسي. بالنسبة للممارسين ، فإن فهم متطلبات درجة الحرارة للحام النحاسي وإتقان مهارات التحكم في درجة الحرارة هي مفاتيح الحصول على مفاصل لحام النحاس عالية الجودة- ، والتي لها أهمية كبيرة في تعزيز تطبيق النحاس في مختلف المجالات.
