يعتمد تحديد توافق القطب الكهربائي على فحص تركيبه الكيميائي، وخواصه الميكانيكية، ومعامل التمدد الحراري، ومدى توافقه مع بيئة الخدمة. وهذا يضمن تنسيق اللحام والمعدن الأساسي من حيث القوة والمتانة ومقاومة التشقق، مما يمنع التشقق أو الفشل المبكر.
1. توافق التركيب الكيميائي: منع عدم التوافق المعدني
مكافئ الكربون المماثل (Ceq): يجب أن يكون الفرق أقل من أو يساوي 0.05% لمنع تقصف المنطقة المتأثرة بالحرارة.
تنسيق عنصر السبائك:
الفولاذ الكربوني/الفولاذ-السبائكي المنخفض → حدد سلسلة E50 (على سبيل المثال، E5015)؛
قالب فولاذي H13 → يفضل استخدام E309L-16 أو ENiCrFe-2، وذلك باستخدام الطبقة العازلة الأوستنيتي لامتصاص الضغط؛
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304/316) → استخدم E308L-16 لمطابقة الكربون المنخفض للغاية؛
سبائك أساسها النيكل ← استخدم ENiCrFe-2، بتركيبة مماثلة ومقاومة فائقة للتشقق.
2. مطابقة الخصائص الميكانيكية: توازن القوة والمتانة
|
نوع المادة الأساسية |
القطب الموصى به |
نقاط المطابقة |
|
Q235/Q345 الكربون الصلب |
E5015 (J507) |
قوة الشد أكبر من أو تساوي 490MPa، مقارنة بالمادة الأساسية |
|
20CrMo وسبائك الفولاذ الأخرى |
E5018 (J507Fe) |
يحتوي على مسحوق الحديد لتحسين الكفاءة ومطابقة القوة الجيدة والمتانة |
|
قالب فولاذي H13 (50HRC) |
E309L-16 |
ليست هناك حاجة إلى قوة متساوية، ويركز على تخفيف الضغط ومقاومة الشقوق |
|
304 الفولاذ المقاوم للصدأ |
E308L-16 |
قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 205 ميجا باسكال، وتتوافق مع ظروف العمل ذات درجات الحرارة العالية- |
المبدأ الأساسي: تجنب "القوة العالية مع القوة المنخفضة" التي تؤدي إلى إجهاد تقييدي مفرط، أو "القوة المنخفضة مع القوة العالية" التي تسبب ضعف المفاصل.
3. مطابقة التمدد الحراري والموصلية: منع تشقق الإجهاد الحراري
يمكن أن تؤدي الاختلافات المفرطة بسهولة إلى تكسير الإجهاد الحراري:
لحام الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ ← استخدم E309L-16 كمادة انتقالية بسبب معامل التمدد الحراري المعتدل؛
بالنسبة لقوالب الفولاذ والسبائك القائمة على-النيكل ← استخدم ENiCrFe-2، الذي تكون معاملات التمدد الحراري فيه أقرب.
مثال: عند توصيل مشعب العداء الساخن (الفولاذ الكربوني) بفوهة (H13)، فإن استخدام E309L-16 يمكن أن يخفف الضغط الحراري بشكل فعال.
4. القدرة على التكيف مع بيئة الخدمة
|
الظروف البيئية |
متطلبات المطابقة |
الأقطاب الكهربائية الموصى بها |
|
High Temperature Conditions (>300 درجة) |
مضاد-للأكسدة، مضاد-للزحف |
E309L-16، إنيكر في-2 |
|
ركوب الدراجات الحرارية المتكررة |
صلابة عالية، انكماش منخفض |
إنيكرفي-2، E308L-16 |
|
البيئات ذات الرطوبة العالية (مثل موسم الأمطار في ووهان) |
انخفاض الهيدروجين، ومقاومة جيدة للرطوبة |
E5015، E5018 (يستخدم بعد التجفيف) |
5. خطوات الحكم العملي
تأكيد درجة المادة الأساسية: التحديد من خلال مواصفات المواد أو التحليل الطيفي؛
التحقق من تعليمات القطب الكهربائي: التحقق من المواد الأساسية الموصى بها، والخواص الميكانيكية، ومتطلبات التجفيف؛
تقييم ظروف التشغيل: سواء كان ذلك يتضمن ارتفاع درجة الحرارة، أو الضغط العالي، أو التدوير الحراري؛
التحقق من جدوى العملية: ما إذا كانت تدعم التسخين المسبق، واللحام-متعدد الطبقات، والتشغيل في-الموقع.
المعيار النهائي: بعد اللحام، لم يتم اكتشاف أي تشققات بواسطة MT+UT، وتكون الصلابة أقل من أو تساوي 350HV، مما يشير إلى المطابقة الناجحة.
