شرح مفصل لتكنولوجيا اللحام: استكشاف المبادئ والعمليات ومجالات التطبيق

 

اللحام هو عملية لحام تربط قطع العمل باستخدام معدن حشو ذوبان (معدن حشو اللحام) بدرجة حرارة أقل من نقطة ذوبان المعدن الأساسي. على عكس لحام الاندماج ، في عملية اللحام ، لا تذوب قطع العمل ، ويتشكل رابط قوي فقط من خلال العمل الشعري والانتشار الذري بين معدن حشو اللحام السائل والمعادن الأساسية الصلبة. هذه خصائص معالجة درجات الحرارة المنخفضة تجعلها حل لحام مثالي لمكونات الدقة والمعادن المختلفة والمواد الحساسة للحرارة.

 

المبادئ الأساسية وخصائص العملية لحام

1. مزايا معالجة درجة الحرارة المنخفضة

في اللحام ، من خلال التحكم بدقة في درجة حرارة التدفئة ، يتم تسخين معدن حشو اللحام وقطع العمل إلى نطاق أعلى قليلا من نقطة ذوبان معدن حشو اللحام ولكن أقل من نقطة ذوبان المعدن الأساسي. في هذا الوقت ، يخترق معدن حشو اللحام السائل إلى مفاصل قطع العمل من خلال العمل الشعري ثم يخضع لربط معدني مع سطح المعدن الأساسي. بما أنه لا توجد حاجة إلى ذوبان المادة الأساسية ، فإن لحام يمكن أن يتجنب بشكل فعال تشوه أو أكسدة أو تدهور الخصائص التنظيمية الناجمة عن درجات الحرارة العالية.

2. اختيار متنوع من المعادن لحام حشو

وفقًا لمتطلبات بيئة العمل والقوة ، يمكن تقسيم المعادن الحشوية لحام إلى فئتين: لحام صلب وحام ناعم.

- لحام الصلب: يتم استخدام معادن حشو لحام نقطة ذوبان عالية مثل النحاس أو الفضة أو النيكل (مع نقطة ذوبان فوق 450 درجة مئوية). يمكن أن تصل قوة المفاصل إلى أكثر من 200 ميجا باس ، وهو مناسب للأجزاء الهيكلية عالية الحمل مثل إطارات الدراجات وحواف القطع للأدوات.

- لحام ناعم: سبيكة القصدير والرصاص هي ممثل نموذجي (مع نقطة ذوبان أقل من 230 درجة مئوية) ، والقوة حوالي 70 ميجا باس. يستخدم على نطاق واسع في سيناريوهات الضغط المنخفض مثل المكونات الإلكترونية وأسلاك الأدوات.

3. التحكم الدقيق في العملية

عادة ما يتم تصميم المفاصل الملحومة في شكل مفاصل الحلقة أو مفاصل المقابس لزيادة مساحة الاتصال ، ويستخدم فجوة 0.05 - 0.2 مم لتحسين تدفق الشعيرات الدموية. في عملية المعالجة المسبقة ، يجب إزالة طبقة الأكسيد والزيت على سطح قطع العمل بشكل صارم ، وتستخدم تدفقات لحام (مثل محلول البوراكس والروزين) لتحسين قابلية التبلل ومقاومة الأكسدة.

 

المزايا الأساسية والسيناريوهات المطبقة لحام

1. التوافق مع مواد متعددة

يمكن لللحام ربط المعادن المختلفة (مثل الألومنيوم - النحاس ، الصلب - السيراميك) والهياكل المركبة غير المعدنية. في الوقت نفسه ، تدعم لحام قطع العمل ذات سماك مختلفة بشكل كبير ، ولها مزايا كبيرة في معالجة مكونات معقدة مثل مشعات السيارات ولوحات الدوائر الإلكترونية.

2. عالية الكفاءة قدرة المعالجة

من خلال عمليات مثل تسخين المقاومة ، أو تسخين الاستقراء ، أو تسخين اللهب ، يمكن تحقيق لحام متزامن لمفاصل متعددة ، وهو مناسب بشكل خاص للسيناريوهات التي تتطلب اتصالات عالية الكثافة مثل هياكل عسل الطبقات الداخلية الرقيقة ، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة خط الإنتاج.

3. جودة السطح ودقة الأبعاد

سطح المفصل ناعم بدون شجر ، وتشوه قطعة العمل صغير للغاية (عادة أقل من 0.1 مم). لذلك ، فهي مناسبة بشكل خاص للمجالات ذات المتطلبات الصارمة لتسامحات الشكل والموقع مثل أدوات الدقة ومكونات الطيران.

 

القيود واتجاهات التحسين لتكنولوجيا اللحام

على الرغم من أن لحام لديه العديد من المزايا، لا يزال ينبغي ملاحظة قيوده:

- الحد من القوة: قدرة الحمل الديناميكية للمفصل أقل من قدرة لحام الاندماج ، وهي عادة غير مناسبة للأجزاء الهيكلية الثقيلة الحمل.

- عامل التكلفة: تكلفة المعادن الثمينة لحام الحشو (مثل سبيكات الفضة) مرتفعة نسبيا، ويجب تقليل استخدام نقطة واحدة من خلال تحسين العملية.

تعقيد العملية: متطلبات نظافة المفاصل ودقة التجميع صارمة ، ويجب استخدام المعدات الآلية لضمان العائد.

 

تطبيق صناعي تقدم لحام

1. مجال تصنيع السيارات

في سيناريوهات مثل اتصال سبيكات الألومنيوم والنحاس في لوحات الجسملحام وحدات بطارية الطاقة ، استبدل اللحام التقليدي لحام البقعة بخصائص الإدخال المنخفضة الحرارة وأصبحت التكنولوجيا الأساسية للتصميم الخفيف الوزن.

2- صناعات الطاقة والإلكترونيات

يعتمد لحام الأسلاك النحاسية الفضية في وحدات الطاقة الضوئية وتعبئة وحدات IGBT على اللحام لتحقيق اتصالات موصلة عالية وموثوقية عالية ، ويمكن أن تعمل في بيئة قاسية مع نطاق درجات الحرارة من - 50 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية.

3- الاختراقات في التكنولوجيات الناشئة

وقد تم تطبيق العملية المركبة لحام الفراغ واللحام الانتشار بنجاح على إصلاح شفرات محركات الطيران ، وكسر اختناق لحام السبائك الفائقة القائمة على النيكل في العمليات التقليدية وزيادة عمر الخدمة للمكونات بأكثر من 30٪.

 

النقاط الرئيسية لمراقبة الجودة لحام

1. إدارة اتساق الفجوة: تأكد من أن تسامح الفجوة المشتركة هو ≤0.1 مم من خلال تركيبات الأدوات.

2. تحسين الدورات الحرارية: اعتماد استراتيجية التدفئة التدرجية للحد من الآثار السلبية للمركبات بين المعادن في الواجهة.

3. تكنولوجيا الاختبار غير المدمرة: تطبيق التصوير بالأشعة السينية والمسح بالموجات فوق الصوتية للكشف عن الثقوب الصغيرة أو عيوب الاندماج غير الكاملة.