المفتاح لتحديد ما إذا كان قطب اللحام متوافقًا مع المعدن الأساسي هو فحص تركيبه الكيميائي، وخصائصه الميكانيكية، وقابلية اللحام، والتوافق مع بيئة الخدمة. وهذا يضمن أن يتم تنسيق معدن اللحام والمعدن الأساسي من حيث القوة والمتانة ومعامل التمدد الحراري، مما يمنع التشقق أو الفشل المبكر.
1. توافق التركيب الكيميائي: منع عدم التوافق المعدني
مكافئ الكربون المماثل (Ceq): يجب أن يكون الفرق في مكافئ الكربون بين المعدن الأساسي ومعدن اللحام 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 E309L-16 أو ENiCrFe-2، باستخدام الطبقة العازلة الأوستنيتي لامتصاص الضغط؛
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304/316) → استخدم E308L-16 لتحقيق مطابقة منخفضة للغاية للكربون؛
سبائك أساسها النيكل ← استخدم ENiCrFe-2، بتركيبة مماثلة ومقاومة فائقة للتشقق.
2. مطابقة الخصائص الميكانيكية: توازن القوة والمتانة
|
نوع المادة الأساسية |
القطب الموصى به |
اعتبارات مطابقة القوة |
|
Q235/Q345 الكربون الصلب |
E5015 (J507) |
قوة شد اللحام أكبر من أو تساوي 490MPa، مقارنة بالمادة الأساسية |
|
20CrMo وسبائك الفولاذ الأخرى |
E5018 (J507Fe) |
يعمل مسحوق الحديد على تحسين كفاءة الترسيب ومطابقة القوة الجيدة والمتانة |
|
قالب فولاذي H13 (50HRC) |
E309L-16 |
ليست هناك حاجة إلى قوة متساوية، ويتم التركيز 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 معامل التمدد الحراري والتوصيل الحراري
يمكن أن تؤدي الاختلافات المفرطة بسهولة إلى تشقق الإجهاد الحراري: بالنسبة للحام الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ → استخدم E309L-16 كمادة انتقالية لأن معامل التمدد الحراري الخاص بها معتدل؛ بالنسبة لقوالب لحام الفولاذ والسبائك القائمة على النيكل ← استخدم ERNiCr-3 أو ENiCrFe-2، التي تكون معاملات التمدد الحراري فيها 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.
