تحليل شامل لتكنولوجيا لحام السطح: الخصائص التقنية ومجالات التطبيق والنقاط الرئيسية للتنفيذ

 

لحام السطح هو عملية تستخدم لحام كهربائي أو لحام غازي أو طرق لحام أخرى لإيداع المواد المعدنية على سطح قطع العمل. الغرض منه هو إصلاح الأجزاء المتهالكة أو المتشققة وتزويد المادة الأساسية بطبقة معززة ذات خصائص خاصة مثل مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة ومقاومة التآكل. لا تستخدم هذه التكنولوجيا لربط المكونات ولكن يمكن أن تحسن بشكل كبير من عمر الخدمة وأداء المعدات من خلال تعديل السطح. لذلك ، تلعب دورا لا يمكن استبداله في مجالات التصنيع والصيانة.

 

العناصر التقنية الأساسية لحام السطح

1. اختيار سطح لحام المعادن

يجب اختيار معدن لحام السطح بشكل شامل وفقًا لبيئة عمل قطعة العمل ومتطلبات الخصائص الميكانيكية وطريقة لحام السطح. على سبيل المثال، الفولاذ عالي الكربون مناسب للسيناريوهات التي تتطلب صلابة عالية ومقاومة للتآكل، في حين يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في بيئات مقاومة للتآكل أو درجات الحرارة العالية. يمكن لمطابقة سبيكة معقولة تعظيم وظائف الطبقة المودعة. على سبيل المثال ، يمكن لإضافة عناصر مثل الكروم والنيكل تحسين مقاومة التآكل.

2. التحكم الدقيق في معايير اللحام

المعلمات مثل تيار اللحام والجهد والسرعة تؤثر بشكل مباشر على جودة طبقة اللحام السطحية. قد يسبب التيار العالي بشكل مفرط تخفيف مفرط للمعادن الأساسية ، مما يؤثر على أداء الطبقة المتراكمة. قد تؤدي سرعة لحام عالية جدا بسهولة إلى عيوب مثل المسامية أو عدم الاندماج. عادة ، تحتاج المعلمات إلى تحسين من خلال التجارب لضمان التوازن بين عمق الاختراق ومعدل التخفيف.

3. تحسين الأداء لطبقة لحام السطح

المعالجة الحرارية بعد اللحام هي خطوة رئيسية لتحسين قوة الارتباط بين الطبقات والقضاء على الإجهاد. على سبيل المثال ، يمكن لتخفيف طبقة لحام سطح سبيكة الكربون العالية تحسين صلابة ومقاومة الشقوق. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام لحام سطح متعدد الطبقات ، يجب التحكم في درجة حرارة كل طبقة لتجنب تراكم الإجهاد الحراري.

 

طرق عملية لحام السطح الرئيسية

-لحام سطح قوس معدني محمي : لديها تشغيل مرن ومناسب لصغيرة - دفعة أو قطع العمل مع أشكال معقدة. ومع ذلك ، فإنه لديه كفاءة منخفضة ويتطلب مهارات عالية من لحام.

- لحام سطح القوس المغمر: لديه درجة عالية من الأتمتة وكفاءة التراسب الممتازة ، وهي مناسبة لإصلاح الأسطح المسطحة أو المنحنية ذات المساحة الكبيرة. غالبا ما يستخدم لتعزيز المكونات الكبيرة مثل لفة وآلات التعدين.

- لحام سطح قوس البلازما: لديه كثافة طاقة عالية ومعدل تخفيف منخفض ويمكن تحقيق لحام سطح دقيق. وهي مناسبة بشكل خاص لإصلاح سبيكات نقطة الذوبان العالية أو قطع العمل ذات الجدران الرقيقة.

 

قيمة التطبيق الصناعي لحام السطح

تستخدم تقنية لحام السطح على نطاق واسع في صناعات متعددة لتحقيق تقليل التكلفة وتحسين الكفاءة:

- معدات المعادن والتعدين: يمكن إصلاح رؤوس المطرقة من الكساحات وأسطح لفة لتحسين مقاومة التآكل.

- الطاقة والصناعة الكيميائية: يمكن أن تعزز مقاومة التآكل للأنابيب والصمامات وتمديد عمر خدمتها في بيئات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.

- الآلات الزراعية: يمكن تجديد قطع الآلات الزراعية والعتاد للحد من تكلفة الاستبدال المتكرر.

- التصنيع والإصلاح: عن طريق سطح لحام طبقات السبائك الثمينة على الركائز الفولاذية العادية ، يمكن الحصول على هياكل مركبة عالية الأداء بتكلفة منخفضة للغاية.

 

المشاكل الشائعة والتدابير المضادة في التنفيذ

- التحكم في مخاطر التكسير: تدابير مثل التدفئة قبل اللحام (يتم حساب درجة الحرارة وفقًا لصيغة مكافئ الكربون Ceq = C + 1 / 6Mn + 1 / 24Si + 1 / 5Cr + 1 / 4Mo + 1 / 15Ni) ، والتحكم في درجة الحرارة بين الطبقات ، والتبريد البطيء بعد اللحام يمكن اتخاذها لتقليل الإجهاد الحراري. تحتاج الفولاذ ذات السبائك العالية إلى التدفئة المسبقة إلى ما فوق 400 درجة مئوية ، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عادة ما لا يتطلب التدفئة المسبقة.

- التوافق بين المعدن الأساسي وطبقة اللحام السطحية: بالنسبة لطبقات اللحام السطحية عالية الصلبة ، يوصى باستخدام الفولاذ المنخفض الكربون مع صلابة جيدة كطبقة انتقالية لتخفيف تركيز الإجهاد.

التوازن بين الكفاءة والجودة: يمكن لمعدات لحام السطح الآلية تحسين الاتساق وكفاءة الإنتاج ، وهي مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات إصلاح الدفعات.