تحليل شامل لطرق وتقنيات لحام الألومنيوم: من المبادئ إلى دليل التطبيق

 

أصبحت تكنولوجيا لحام الألومنيوم عملية لا غنى عنها في التصنيع الحديث بسبب خصائص الاتصال عالية الكفاءة وسيناريوهات التطبيق الواسعة. الألومنيوم وسبائكه له مزايا مثل الوزن الخفيف ومقاومة التآكل. ومع ذلك، فإن الخصائص مثل سهولة الأكسدة وتوصيل الحرارة السريع أثناء عملية اللحام تشكل أيضًا تحديات للعملية. ستقوم هذه المقالة بتفصيل المعرفة الأساسية لحام الألومنيوم بشكل منهجي من جوانب مثل مبادئ اللحام والأساليب والنقاط الرئيسية للتشغيل وتطبيقات الصناعة.

 

I. المبادئ والصعوبات الأساسية لحام الألومنيوم

لحام الألومنيوميذوب المعدن الأساسي ومواد الحشو من خلال مصادر الحرارة مثل القوس أو الليزر أو اللهب ويحقق الارتباط المعدني تحت حماية الغاز الخامل. من بينها نقطة ذوبان فيلم الأكسيد (Al ₂O₃) على سطح الألومنيوم تصل إلى 2050 درجة مئوية ، مما يتجاوز بكثير نقطة ذوبان المادة الألومنيوم نفسها (660 درجة مئوية). إذا لم يتم تنظيفه بدقة ، فمن المرجح أن يسبب مشاكل مثل إدراجات الصخرة والتمسم في اللحام. لذلك ، فإن معالجة ما قبل اللحام وحماية الغاز هي المفاتيح لضمان جودة اللحام.

 

ثانياً. طرق اللحام السائدة والسيناريوهات المطبقة

1. لحام محمي بالغاز الخامل (TIG / MIG)

- لحام الغاز الخامل التنغستن (TIG): يعزل غاز الأرجون الأكسجين ، ويستقر قطب التنغستن القوس. وهو مناسب لحام دقيق للألواح الرقيقة (1 - 20 مم) ، مثل مكونات الطيران والحافظات الإلكترونية.

- لحام الغاز الخامل المعدني (MIG): لديه كفاءة لحام عالية ويمكن التعامل مع لوحات تصل إلى 50 مم سميكة. يستخدم بشكل شائع لحام أجسام السيارات وهياكل البناء. لحام MIG النبض يقلل من التشوه الحراري وهو مناسب لجميع - لحام الموقف.

2. لحام الغاز و لحام القوس

معدات لحام الغاز بسيطة ولكنها لها كفاءة حرارية منخفضة وتستخدم فقط لإصلاح لوحات رقيقة غير محملة (0.5 - 10 مم) ، مثل ترميم الأبواب والنوافذ القديمة.

- يتم استبدال لحام القوس اليدوي تدريجيا بسبب ميله إلى إنتاج المسامية ويستخدم الآن بشكل رئيسي لإصلاح الطوارئ لأجزاء الألومنيوم المصبوب.

3. تقنيات لحام متقدمة

- لحام الليزر: يركز على الطاقة لتحقيق لحام دقيق على مستوى الملليمتر ويستخدم بشكل شائع في المكونات الإلكترونية والمعدات الطبية.

- لحام الاحتكاك: إنها عملية انضمام صلبة بدون دخان وغبار ولا تتطلب سلك لحام. وهي مناسبة لعربات القطار عالية السرعة ولوحات السفن.

 

ثالثا - خمس خطوات رئيسية في عمليات اللحام

1. المعالجة المسبقة للسطح

- التنظيف الكيميائي: إزالة فيلم الأكسيد بمحلول قلوي (5% - 10٪ NaOH) وتحييد البقايا مع التخليل (30٪ HNO) ₃). هو مناسب لإنتاج الدفعات من قطع العمل الصغيرة.

- التنظيف الميكانيكي: استخدام فرشاة الأسلاك للطحن جنبا إلى جنب مع الأسيتون لإزالة الدهون لمعالجة أجزاء ملحومة كبيرة الحجم أو متعددة الطبقات.

2. تحسين المعلمات

- حدد الحالي وفقًا لسمك المادة: بالنسبة للألواح الرقيقة (1 - 3 مم) ، يوصى 20 - 80A ؛ لللوحات السميكة (> 6mm) ، أكثر من 150A مطلوب.

- التحكم في معدل تدفق غاز الأرجون عند 8 - 15 لتر / دقيقة. يمكن للهيليوم زيادة عمق الاختراق ، وتستخدم الغازات المختلطة للسبائك الخاصة.

3. التحكم في درجة الحرارة

- ما قبل - الحرارة عند 100 - 250 درجة مئوية للحد من الإجهاد الحراري. قد لا تتطلب الألواح الرقيقة (<3 مم) التدفئة المسبقة.

- الحفاظ على درجة حرارة الطبقة بين أقل من 150 درجة مئوية لتجنب الخشنة الحبوب.

4. رصد الجودة في الوقت الحقيقي

- تحقق بصريا ما إذا كان تشكيل اللحام موحدًا ، واستخدم الكشف عن عيوب الأشعة السينية للكشف عن المسامية الداخلية والشقوق.

- إجراء اختبارات الانحناء للتحقق من مرونة المفاصل واختبارات الصلابة لتقييم أداء المنطقة المتأثرة بالحرارة.

5. بعد - لحام العلاج

- استخدام الرمال أو التلميع الميكانيكي لإزالة لون أكسدة السطح.

- التسوية عند 350 درجة مئوية لمدة ساعتين لإطلاق الضغط المتبقي.

 

رابعا - تطبيقات الصناعة واقتراحات الاختيار

- الطيران: يستخدم لحام TIG لجلود سبيكة الألومنيوم ، ويستخدم لحام الاحتكاك لخزانات الوقود.

- تصنيع السيارات: يستخدم لحام MIG للاتصال السريع بهيكل الهيكل ، ويستخدم لحام الليزر لختم حزمة البطارية.

- السكك الحديدية العابرة: مزدوج - النبض MIG لحام يحسن قوة التعب من جسم السيارة.

 

خامسا - السلامة والمواصفات

يحتاج المشغلون إلى ارتداء أقنعة مضادة للأشعة فوق البنفسجية والبدلات المضادة للحريق. يجب تجهيز منطقة العمل بنظام تهوية لمنع خطر الاختناق من الأرجون. عند تخزين أسلاك اللحام ، ابقيها جافة (رطوبة < 60 ٪) واستخدمها في غضون 24 ساعة بعد فتحها.

 

يمكن لإتقان النقاط الأساسية لتكنولوجيا لحام الألومنيوم تحسين العائد بشكل كبير وتقليل تكاليف الإنتاج. يجب على الشركات اختيار مخطط اللحام الأكثر ملاءمة وفقًا لمواد قطعة العمل وظروف العمل ومتطلبات الجودة ، وتحسين معايير العملية باستمرار لتلبية احتياجات الإنتاج المتنوعة.