لحام النحاس وسبائكه: طرق وتقنيات ومعدات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يستخدم النحاس وسبائكه في مختلف قطاعات الاقتصاد. هذا المعدن مطلوب بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية ، مما يعقد أيضًا معالجة هيكله. على وجه الخصوص ، يتطلب لحام النحاس شروطًا خاصة ، على الرغم من أن العملية تعتمد على تقنيات المعالجة الحرارية الشائعة إلى حد ما.

لحام محدد للفراغات النحاسية

على عكس العديد من المعادن والسبائك الأخرى ، تتميز منتجات النحاس بموصلية حرارية عالية ، مما يجعل من الضروري زيادة الطاقة الحرارية لقوس اللحام. في الوقت نفسه ، يلزم إزالة الحرارة المتناظرة من منطقة العمل ، مما يقلل من مخاطر حدوث عيوب. عيب آخر للنحاس هو السيولة. تصبح هذه الخاصية عقبة في تشكيل طبقات السقف والدرزات الرأسية. مع برك اللحام الكبيرة ، فإن مثل هذه العمليات ليست ممكنة على الإطلاق. حتى الأحجام الصغيرة من العمل تتطلب تنظيم ظروف خاصة باستخدام خطوط تقييدية تعتمد على الجرافيتوالأسبستوس.

ميل المعدن إلى الأكسدة يتطلب أيضًا استخدام إضافات خاصة مثل السيليكون والمنغنيز والفوسفور الهلامي في بعض الأوضاع مع تكوين أكاسيد حرارية. تشمل ميزات اللحام بالنحاس امتصاص الغازات - على سبيل المثال ، الهيدروجين والأكسجين. إذا لم تختر الوضع الأمثل للتعرض الحراري ، فسيكون التماس ذا جودة رديئة. ستبقى المسام الكبيرة والشقوق في هيكلها بسبب التفاعل النشط مع الغاز.

تفاعل النحاس مع الشوائب

من الضروري مراعاة طبيعة تفاعل النحاس مع الشوائب المختلفة والعناصر الكيميائية بشكل عام ، وذلك لسبب أنه في عملية لحام هذا المعدن ، غالبًا ما تستخدم الأقطاب الكهربائية والأسلاك من مواد مختلفة. على سبيل المثال ، يمكن للألمنيوم أن يذوب في نحاس مصهور ، مما يزيد من خصائصه المضادة للتآكل ويقلل من قابلية الأكسدة. البريليوم - يزيد المقاومة الميكانيكية ، لكنه يقلل من التوصيل الكهربائي. ومع ذلك ، فإن التأثيرات المحددة ستعتمد أيضًا على طبيعة البيئة الوقائية ونظام درجة الحرارة. لذلك ، فإن لحام النحاس عند 1050 درجة مئوية سيسهل دخول مكون الحديد في هيكل قطعة العمل بمعامل يبلغ حوالي 3.5٪. ولكن في نظام يبلغ حوالي 650 درجة مئوية ، سينخفض هذا الرقم إلى 0.15٪. في الوقت نفسه ، يقلل الحديد على هذا النحو بشكل حاد من مقاومة التآكل والتوصيل الكهربائي والحراري للنحاس ، ولكنه يزيد من قوته. من المعادن التي لا تؤثر على مثل هذه الشغل يمكن تمييز الرصاص والفضة

طرق اللحام الأساسية بالنحاس

جميع طرق اللحام الشائعة ، بما في ذلك اليدوي والآلي ، مسموح بها في تكوينات مختلفة. يتم تحديد اختيار طريقة أو أخرى من خلال متطلبات الاتصال وخصائص قطعة العمل. من بين أكثر العمليات إنتاجية لحام الخبث الكهربائي والقوس المغمور. إذا كان من المخطط الحصول على خط عالي الجودة في عملية واحدة ، فمن المستحسن اللجوء إلى تقنية الغاز. هذا النهج في لحام النحاس وسبائكه في درجات حرارة منخفضة يخلق ظروفًا مواتية لإزالة الأكسدة وسبائك قطع الشغل. نتيجة لذلك ، يتم تعديل خط اللحام بشكل إيجابي ودائم. بالنسبة للنحاس النقي ، يمكن استخدام تقنيات اللحام بالقوس الكهربائي باستخدام أقطاب التنغستن وغازات التدريع. لكن في أغلب الأحيان يعملون مع مشتقات النحاس.

ما هي المعدات المستخدمة؟

يمكن معالجة منتجات ما قبل النحاس في آلات الخراطة والطحن والطحن من أجل تشكيل فراغات الأبعاد للحام. تستخدم الصناعة أيضًا تقنية قطع القوس بالبلازما ، والتي تسمح بالقطع بحواف قطع مثالية تقريبًا. يتم إجراء اللحام المباشر للنحاس بواسطة تركيبات قوس الأرجون والأجهزة شبه الأوتوماتيكية وكذلك أجهزة العاكس. يمكن أن تختلف القوة الحالية للجهاز من 120 إلى 240 أ ، اعتمادًا على حجم قطعة العمل. عادة ما يكون سمك الأقطاب الكهربائية 2.5-4 مم - مرة أخرى ، يعتمد ذلك على مدى تعقيد وحجم العمل.

لحام الأرجون النحاسي

واحدة من أكثر الطرق شيوعًا. على وجه الخصوص ، يتم استخدام تقنية لحام الأرغون القوسي المذكورة ، والتي تتضمن استخدام أقطاب التنغستن. أثناء التسخين ، يتفاعل النحاس مع الأكسجين ، مكونًا طبقة من ثاني أكسيد على سطح قطعة العمل. في هذه المرحلة ، تصبح قطعة العمل مرنة وتتطلب توصيل قطب كهربائي غير قابل للاستهلاك. على سبيل المثال ، توفر قضبان العلامة التجارية MMZ-2 جودة لحام مثالية عند لحام النحاس بالأرجون بوسائط واقية. إذا لم يتم تعيين مهمة الاختراق القوي لقطعة العمل ، فيمكن استخدام نسخة خفيفة الوزن من اللحام في بيئة النيتروجين. هذه طريقة جيدة للعمل الحراري عند الفولتية المنخفضة ، ولكن يمكن تحقيق تأثير أكبر من حيث جودة اللحام باستخدام الغازات المدمجة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يستخدم عمال اللحام المتمرسون خلطات تحتوي على 75٪ من الأرجون.

لحام الغاز

في هذه الحالة ، يتم استخدام وسيط الأكسجين والأسيتيلين ، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة اللهب بشكل كبير. في عملية العمل ، يتم استخدام موقد غاز. هذا الجهاز جيد في أدائه ، لكن خيارات الضبط المحدودة الخاصة به لا تسمح لك بضبط معلمات حوض اللحام.

كثيرا ما تستخدم وطريقة تقسيم التعرض الحراري مع توصيل شعلتين. يعمل أحدهما على تدفئة منطقة العمل ، والثاني - مباشرة للحام بالغاز لقطعة العمل المستهدفة. يوصى بهذا الأسلوب للألواح السميكة 10 مم. إذا لم يكن هناك موقد ثان ،ثم يمكنك إجراء تسخين على الوجهين على طول خط التماس المستقبلي. التأثير ليس بجودة عالية ، لكن المهمة الرئيسية تتحقق

يسمح بتقنية اللحام بالغاز وحقن التدفق للحصول على هيكل مفصل نظيف. على وجه الخصوص ، يتم استخدام التدفقات الغازية ، مثل المحاليل الأزيوتروبية لبورون ميثيل إيثر مع الميثيل. يتم إرسال الأبخرة النشطة لهذه المخاليط إلى الموقد لتعديل خصائص حوض اللحام. يأخذ اللهب في هذه المرحلة صبغة خضراء.

ميزات لحام القطب الكهربائي

طريقة اللحام بالقوس الكهربائي الأمثل لسبائك النحاس. يمكن تسمية السمة المميزة الرئيسية لها ببيئة العمل والتنوع - على الأقل في كل ما يتعلق بآليات أداء الإجراءات الجسدية من قبل المشغل. على سبيل المثال ، يمكن لعامل اللحام إجراء عمليات التلاعب مباشرة في الهواء ، باستخدام مجموعة دنيا من معدات الحماية الإضافية. هذا يرجع إلى حقيقة أن أقطاب الكربون أثناء عملية التسخين تنتج كمية كافية من الطاقة الحرارية ، والتي يتم لحام النحاس منخفض الطاقة عليها. تبين أن العملية غير فعالة ، لكن الاتصال يكتسب جميع الصفات الميكانيكية اللازمة.

اللحام القوسي اليدوي

تتضمن تقنية طريقة اللحام هذه استخدام الأقطاب الكهربائية المطلية. هذا يعني أن الاتصال سيحصل على خصائص قوة لائقة ، ومع ذلك ، فإن تكوين هيكل المنتج سيختلف في النهاية عن قطعة العمل الأساسية. يتم تحديد معلمات التعديل المحددة من خلال خصائص مزيلات التأكسد ،الموجودة في طلاء القطب. على سبيل المثال ، يمكن استخدام مكونات مثل المنغنيز الحديدي منخفض الكربون ، والفلورسبار ، ومسحوق الألومنيوم ، وما إلى ذلك في التركيب النشط. عادة ، يتم استخدام خليط جاف لهذا الغرض ، والذي يعجن في زجاج سائل. مثل هذا الطلاء يجعل التماس أكثر كثافة ، لكن الموصلية الكهربائية للهيكل تقل بشكل كبير. تتميز عملية اللحام العامة بالأقطاب الكهربائية المطلية بتناثر عالٍ وهو أمر غير مرغوب فيه للنحاس.

اللحام القوسي المغمور

التدفق نفسه للحام بالنحاس ضروري كمثبت القوس ، والأهم من ذلك ، كحاجز وقائي ضد التأثيرات السلبية للهواء الجوي. يتم تنظيم العملية باستخدام أقطاب من الجرافيت أو الكربون غير القابل للاستهلاك ، وكذلك باستخدام قضبان قابلة للاستهلاك تحت تدفق السيراميك. في حالة استخدام المواد الاستهلاكية الكربونية ، يتم شحذ أقطاب اللحام بالنحاس لتشكيل طرف مسطح على شكل ملعقة. يتم أيضًا توفير مادة حشو مصنوعة من Tombac أو النحاس الأصفر إلى منطقة العمل من الجانب - وهذا ضروري لإزالة الأكسدة من هيكل التماس.

يتم تنفيذ العملية على التيار المباشر مع التسخين. تحافظ العديد من حواجز الحماية على الهيكل الأساسي لقطعة العمل ، على الرغم من أن عمال اللحام المتمرسين يسعون في أغلب الأحيان إلى تحسين تكوين المادة باستخدام سلك معدني. مرة أخرى ، من أجل منع تدفق الذوبان غير المرغوب فيه ، يوصى في البداية بتوفير ركيزة من الجرافيت ،والتي ستعمل أيضًا كشكل من أشكال التدفق. درجة حرارة التشغيل المثلى لهذه الطريقة هي 300-400 درجة مئوية

لحام القوس المحروس

يتم إجراء أحداث اللحام مع توصيل المحولات والأجهزة شبه الأوتوماتيكية الأخرى في وسائط غازية مع تغذية سلكية. في هذه الحالة ، بالإضافة إلى الأرجون والنيتروجين ، يمكن استخدام الهيليوم ، وكذلك مجموعات مختلفة من مخاليط الغاز. تشمل مزايا هذه التقنية إمكانية الاختراق الفعال لقطع الشغل السميكة بدرجة عالية من الحفاظ على الخصائص الميكانيكية لقطعة العمل.

يتم تفسير التأثير الحراري القوي من خلال تدفقات البلازما عالية الكفاءة في وسط غازي محترق ، ولكن سيتم تحديد هذه المعلمات أيضًا من خلال خصائص نموذج عاكس معين. في الوقت نفسه ، تعد تقنية لحام النحاس بقوس الأرجون أكثر تفضيلًا مقارنة بقطع العمل التي يبلغ سمكها 1-2 مم. أما بالنسبة للوظيفة الوقائية للوسط الغازي ، فلا يمكن الاعتماد عليها بشكل كامل. لا يزال هناك خطر الأكاسيد والمسامية والآثار السلبية للإضافات من السلك. من ناحية أخرى ، فإن بيئة الأرجون تحمي بشكل فعال قطعة العمل من التعرض للأكسجين في الهواء.

الخلاصة

للنحاس العديد من الميزات التي تميزه عن المعادن الأخرى. ولكن حتى داخل المجموعة العامة لسبائكها ، هناك العديد من الاختلافات ، والتي تتطلب في كل حالة البحث عن نهج فردي لاختيار التقنية المثلى لتشكيل التماس. على سبيل المثال ، يعتبر اللحام بالغاز مناسبًا في الحالات التي تحتاج فيها إلى الحصول على اتصال قوي في قطعة عمل كبيرة. ومع ذلك ، القادمون الجددلا ينصح بهذه الطريقة بسبب متطلبات السلامة العالية للعمل مع الشعلات واسطوانات الغاز. عمليات اللحام ذات التنسيق الصغير عالية الدقة تُعهد إلى آلات شبه أوتوماتيكية ملائمة ومنتجة. يمكن للمشغل عديم الخبرة أيضًا التعامل مع هذه المعدات ، والتحكم الكامل في معلمات سير العمل. لا تنسى أهمية الوسائط الغازية. يمكن استخدامها ليس فقط كعازل لقطع العمل أثناء اللحام ، ولكن أيضًا كطريقة لتحسين بعض الخصائص التقنية والفيزيائية للمادة. الأمر نفسه ينطبق على الأقطاب الكهربائية ، والتي يمكن أن تساهم في إحداث تأثير إيجابي في صناعة السبائك.