كيف تتغير قابلية اللحام للصلب Q275 عند درجات حرارة مختلفة؟

إن قابلية اللحام للصلب Q275 حساسة للغاية لدرجة الحرارة. تؤثر كل من درجة الحرارة المحيطة (درجة الحرارة المحيطة أثناء اللحام) ومعلمات درجة الحرارة الرئيسية أثناء اللحام (مثل درجة حرارة التسخين المسبق ودرجة حرارة الممر البيني ومعدل التبريد) بشكل كبير على جودة اللحام، في المقام الأول من حيث ميل التكسير والبنية المجهرية للمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) وخصائص اللحام. فيما يلي تغييرات وأنماط محددة في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة:
1. تأثير درجة الحرارة المحيطة على قابلية اللحام
تشير درجة الحرارة المحيطة إلى درجة حرارة الهواء المحيط أثناء اللحام (على سبيل المثال، درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء، وارتفاع درجات الحرارة في الصيف). تأثيره الأساسي هو معدل التبريد-تعمل درجات الحرارة المحيطة المنخفضة على تبديد الحرارة بسرعة أكبر من منطقة اللحام، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات التبريد. على العكس من ذلك، يؤدي ارتفاع درجات الحرارة المحيطة إلى معدلات تبريد أبطأ. 1. بيئات درجة حرارة منخفضة- (درجة الحرارة المحيطة<0°C): Significantly Reduced Weldability
القضايا الرئيسية:
في درجات الحرارة المنخفضة، يبرد حوض اللحام والمنطقة{0}}المتأثرة بالحرارة (HAZ) بسرعة كبيرة (ربما أسرع بنسبة 30%-50% من درجة حرارة الغرفة). وينتج عن ذلك:
تكون منطقة HAZ عرضة لتكوين هياكل مجهرية صلبة (مثل مارتنسيت)، مما يزيد بشكل كبير من الهشاشة والقابلية للتكسير البارد (غالبًا ما تحدث الشقوق الباردة في غضون ساعات بعد اللحام، وقد تسبب تشققًا متأخرًا).
من الصعب نشر الهيدروجين الموجود في اللحام (من القطب الكهربائي أو الهواء أو الرطوبة السطحية في المادة الأساسية) ويميل إلى التراكم عند العيوب، مما يؤدي إلى تشكيل "شقوق مستحثة بالهيدروجين".
من الصعب إطلاق الضغوط المتبقية في اللحام بسبب انخفاض مرونة المادة عند درجات حرارة منخفضة، مما يزيد من خطر التشقق.
المظاهر النموذجية: من المحتمل أن تتشكل شقوق صغيرة في اللحام ومناطق المناطق الخطرة، وفي الحالات الشديدة، يمكن ملاحظة شقوق كبيرة، مما يقلل بشكل كبير من قوة اللحام وصلابته. 2. بيئة درجة الحرارة العادية (درجة الحرارة المحيطة 10-30 درجة): قابلية اللحام معتدلة.
الميزات الرئيسية:
معدل تبريد معتدل، وتصلب منخفض للمنطقة{0}}المتأثرة بالحرارة (عادةً البرليت + كمية صغيرة من الفريت، مما يؤدي إلى طبقة رقيقة صلبة)، مما يقلل بشكل كبير من خطر التشقق البارد مقارنة بالبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-.
ومع ذلك، ينصح بالحذر: إذا كان اللحام شديد الصلابة (مثل الألواح السميكة أو الهياكل المعقدة)، أو إذا لم يتم تنظيف السطح المعدني الأصلي من الزيت أو الرطوبة، فقد يحدث التشقق بسبب تركيز الإجهاد أو محتوى الهيدروجين الزائد.
الأعراض النموذجية: يمكن تحقيق اللحامات المؤهلة من خلال المعالجة المناسبة (مثل أقطاب الهيدروجين المنخفضة- والتسخين المسبق المناسب). تقترب قوة اللحام من قوة المعدن الأصلي، وتلبي المتانة متطلبات الحمل المعتدلة.
3. بيئة درجة الحرارة المرتفعة (درجة الحرارة المحيطة > 35 درجة): يتم تقليل قابلية اللحام قليلاً، ومن المرجح أن يحدث التكسير الساخن.
القضايا الرئيسية:
تعمل البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة على إبطاء تبديد الحرارة من منطقة اللحام وإطالة فترة بقاء حوض السباحة المنصهر، مما يؤدي إلى:
ارتفاع درجة حرارة معدن اللحام، وخشونة الحبيبات، وزيادة عرض المنطقة المتضررة بالحرارة-، وانخفاض صلابته. تنفصل الشوائب ذات نقطة الانصهار المنخفضة -- (مثل الكبريت والفوسفور) بقوة أكبر عند حدود الحبيبات، مما يزيد من خطر التشقق الساخن (مثل تشقق التبلور) (خاصة في اللحامات النهائية أو بين طبقات اللحامات المتعددة- الطبقات).
وهذا يزيد من الصعوبة التي يواجهها عمال اللحام (على سبيل المثال، فشل طلاء القطب الكهربائي المبكر وسيولة اللحام المفرطة)، مما قد يؤدي إلى عيوب مثل نتوءات اللحام ونقص الانصهار.
تشمل المظاهر النموذجية الميل إلى التشقق الساخن في اللحام (على طول حدود الحبوب) أو انخفاض صلابة التأثير (ربما أقل من 27J) بسبب الحبوب الخشنة.
ثانيا. تأثير معلمات درجة الحرارة الرئيسية أثناء اللحام
بالإضافة إلى درجة الحرارة المحيطة، تعد درجة حرارة التسخين المسبق ودرجة الحرارة البينية ودرجة حرارة ما بعد التسخين أثناء اللحام من المعلمات الرئيسية التي يمكن التحكم فيها والتي تحدد قابلية اللحام بشكل مباشر:
1. درجة حرارة التسخين غير كافية (<80°C for Q275 with a thickness of >10 ملم):
يكون معدل التبريد سريعًا، وتكون الطبقة الصلبة في المنطقة{0}المتأثرة بالحرارة أكثر سمكًا (ربما يصل إلى 1-3 ملم)، ويكون خطر التشقق البارد مرتفعًا. من شبه المؤكد حدوث تشققات، خاصة عند درجات الحرارة المنخفضة. 2. درجة حرارة التسخين المناسبة (80-150 درجة ):
تباطؤ معدل التبريد يمنع تكوين كميات كبيرة من المارتنسيت. تهيمن مادة البرليت والفريت على المنطقة-المتأثرة بالحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الصلابة وتوفير وقت كافٍ لانتشار الهيدروجين والهروب، مما يقلل بشكل كبير من خطر التشقق البارد. هذا هو النطاق الموصى به للحام Q275.
3. Excessively high preheating temperature (>200 درجة):
في حين أنه يمكن تجنب التشقق البارد تمامًا، إلا أنه سيؤدي إلى خشونة حبيبات HAZ (نمو حبيبات الأوستينيت)، وانخفاض صلابة اللحام وصلابة HAZ (قد تنخفض طاقة التأثير بنسبة 10%-20%)، وزيادة استهلاك الطاقة ومخاطر التشوه.
4. درجة حرارة التداخل منخفضة للغاية (<150°C, for multi-layer welding):
وهذا يعادل "التبريد السريع الثانوي"، مما يؤدي إلى تصلب تراكمي لـ HAZ في كل ممر لحام. يؤدي هذا إلى خطر التشقق التراكمي، خاصة عند لحام الألواح السميكة في طبقات متعددة. 5. درجة حرارة ما بعد-التسخين (250-350 درجة لمدة 1-2 ساعة بعد اللحام):
وهذا يعزز انتشار الهيدروجين ("نزع الهيدروجين") ويقلل من التشقق المتأخر. يعد هذا أمرًا مهمًا بشكل خاص بالنسبة للحام في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-ويمكن أن يقلل من حدوث التشققات الباردة بنسبة تزيد عن 80%.