ما هو لحام المعادن؟ المعادن الشائعة والإيجابيات والسلبيات والاستخدامات

"يقوم اللحام المعدني بربط الأجزاء بشكل دائم عن طريق الصهر وتشكيل حوض اللحام في موضع التوصيل. ويكون المفصل الناتج قويًا ومتينًا ومقاومًا للتآكل.» 

هل تعرف ما هي تقنيات الربط المستخدمة لتجميع المكونات والمنتجات المعدنية؟ تعتمد الإجابة على نوع المفاصل المطلوبة؛ لحام المعادنوالتثبيت والنحاس هي أمثلة قليلة. ومع ذلك، عملية اللحام في التصنيع هي التقنية الأكثر شيوعًا لإنشاء وصلات دائمة بين الأجزاء المعدنية.

يمكن لحام المعادن والسبائك المختلفة، مثل الألومنيوم والصلب والنحاس والنحاس والتيتانيوم، معًا باستخدام تقنية مناسبة. في هذه المقالة، سنتناول بالتفصيل الإجراء والمزايا والعيوب ومجالات تطبيق ثني المعادن.

ما هو لحام المعادن؟

تستخدم عملية اللحام الحرارة أو الضغط أو كليهما لإذابة ودمج المواد في موضع التوصيل. على المستوى الجزئي، تقترب الذرات الموجودة على حافة جزء ما بدرجة كافية من الذرات الموجودة على حافة قطعة أخرى للتجاذب بين الذرات وتصبح عنصرًا واحدًا. مصدر. 

وبعد ذلك هذا الانضمام المعدني يمكن تصنيف العملية على نطاق واسع إلى فئتين؛ لحام الانصهار ولحام الحالة المباعة. تطبق طرق اللحام الانصهار حرارة مكثفة من مصدر مناسب لإذابة المادة وتشكيل حوض لحام، والذي يتصلب لاحقًا ويشكل وصلة صلبة متينة. من ناحية أخرى، يتضمن لحام الحالة الصلبة أو اللحام بالضغط ربط المعدن بالضغط والحرارة دون ذوبان وتشكيل المجمع المنصهر في موقع الربط. 

1. لحام الانصهار

تعمل مصادر اللحام (مثل القوس الكهربائي أو الليزر أو لهب الغاز) على إذابة المعدن الأساسي ومعدن الحشو لتشكيل حوض اللحام. إن التركيب المتجانس للمادة السائلة يربط القطع على المستوى الذري. عندما يبدأ البركة المنصهرة في البرودة، يبدأ التنوي في نمو الحبوب. تتوسع هذه الحبيبات وتلتقي، مما يؤدي إلى إنشاء حدود حبيبية، وهي عبارة عن واجهات عالية الطاقة توفر القوة والمتانة للحام. 

آلية اللحام الانصهار. مجاملة: ResearchGate

• اللحام بالقوس الكهربائي (لحام MIG أو TIG أو SAW أو اللحام بالعصا)
• اللحام بالغاز
• بقعة لحام
• لحام شعاع الليزر
• لحام البلازما 

2. لحام الحالة الصلبة 

لحام الحالة الصلبة 

بدلاً من الصهر، يطبق اللحام المعدني ذو الحالة الصلبة ضغطًا كافيًا على المواد، مما يتسبب في تشوه البلاستيك ويعزز الانتشار الذري في الواجهة. يتم تنفيذ الانتشار أو الترابط الذري لأجزاء اللحام تحت نقاط الانصهار. ونتيجة لذلك، هذا النوع من لحام الصفائح المعدنية تقلل العملية بشكل كبير من خطر حدوث عيوب حرارية في مكونات اللحام.

• لحام الاحتكاك
• اللحام بالموجات فوق الصوتية
• لحام الحداد
• لفة اللحام

ما هي المعادن التي يمكن لحامها؟

التالي ما هي أنواع المعادن المستخدمة في اللحام؟ الجواب المباشر كثير. ومع ذلك، فإن الألومنيوم والصلب والنحاس والتيتانيوم والنحاس هي المعادن والسبائك الشائعة التي يمكن ربطها بلحام المعادن.

1. لحام الالمنيوم

الألومنيوم عبارة عن مادة خفيفة الوزن يمكن لحامها باستخدام طرق اللحام بالصهر واللحام بالحالة الصلبة. يمكن أن يجمع اللحام أجزاء الألومنيوم ذات الأشكال أو السماكات المختلفة في عنصر واحد. TIG وMIG هما طريقتا اللحام الرئيسيتان لربط مكونات الألومنيوم. وبالتالي، فإن موصليتها الحرارية تسمح بسرعات لحام سريعة لسبائك الألومنيوم، 300-500 مم/دقيقة.

اعتبارات لحام الألومنيوم هي كما يلي؛

• قم بإزالة طبقة الأكسيد الحراري من السطح قبل اللحام.
• ترجع مدخلات الحرارة المرتفعة إلى التوصيل الحراري للحفاظ على حوض اللحام.
• حجب الغاز الخامل بالأرجون أو الهيليوم لمنع الأكسدة أثناء عملية لحام المعدن.

2. لحام الفولاذ المقاوم للصدأ

إن المحتوى العالي من الكروم والنيكل في الحديد، بالإضافة إلى عناصر صناعة السبائك الأخرى، يشكل الفولاذ المقاوم للصدأ. وهي مادة شديدة المقاومة للتآكل وذات قوة جيدة، أكثر من الألومنيوم والحديد. التقنيات الفعالة في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ هي اللحام بالعصا والليزر وTIG وMIG.

الاعتبارات الخاصة بلحام الفولاذ المقاوم للصدأ هي:

• أي صدأ أو حطام في منطقة اللحام يمكن أن يضعف قوة وصلات اللحام.
• خطر التشقق هو مصدر قلق كبير. قد تؤدي القدرة المنخفضة على نقل الحرارة ومعدل التمدد الحراري الأعلى إلى التفاف أو تشقق المنطقة القريبة من نقطة اللحام. وبالتالي، ينبغي ضمان مدخلات الحرارة الكافية.
• يعد قضيب الحشو المناسب ضروريًا لربط الدرجات غير المتشابهة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو المعادن الأخرى بناءً على الاختلافات في نقاط انصهارها.

3. لحام النحاس

يُظهر النحاس وسبائكه موصلية حرارية عالية، مما يعني أنه يمكن نقل الحرارة المدخلة إلى المناطق المحيطة على الفور. هذا هو التحدي الرئيسي في لحام الأجزاء النحاسية. ومع ذلك، يمكن حل المشكلة عن طريق التسخين المسبق لقطع العمل النحاسية قبل البدء في اللحام.

يمكن لحام الأجزاء النحاسية باستخدام طرق اللحام TIG، وMIG، وStic، وGTAW، وSMAW. بعد ذلك، يعد لحام المعادن الصلبة، مثل اللحام بالنحاس، مناسبًا أيضًا.

4. معادن أخرى

يتم أيضًا استخدام العديد من المعادن والسبائك الأخرى في لحام المعادن، ويتم ربط أجزائها معًا باستخدام عمليات لحام متميزة لتحقيق الشكل أو الهندسة المطلوبة. 

• معدن الكربون
• التيتانيوم
• النيكل
• نحاس
• برونز

لحام المعادن المتباينة 

لحام النحاس والألومنيوم 

يمكن أن تقوم تقنيات اللحام بربط درجات أو مواد مختلفة باستخدام حشو مناسب، ولكن يجب أن تكون متوافقة من الناحية المعدنية. بالإضافة إلى ذلك، سيكون من الأفضل إذا قمت بتحليل قابلية اللحام للأجزاء.

الجدول: لحام المعادن ديسيمار 

ما هي مميزات لحام المعادن؟

يوفر ربط المكونات المعدنية بعملية اللحام العديد من المزايا فوائد اللحام في القوة والمتانة والتكلفة. فيما يلي مزايا تقنية الربط الدائم هذه؛

• المفاصل الدائمة والمتينة: توفر وصلات اللحام المعدنية قوة مماثلة تقريبًا للمواد الأم. بالإضافة إلى ذلك، فهي متينة للغاية مقارنة بتقنيات ربط المعادن الأخرى مثل الالتصاقات أو التثبيت. غالبًا ما يتراوح عمرها من 10 إلى 25 عامًا.
• لحام المعادن المتباينة: يمكن استخدام حشو مناسب للحام معادن مختلفة، مثل الألومنيوم والفولاذ والنحاس والبرونز ومجموعات أخرى. 
• الدقة المشتركة: توفر تقنيات اللحام مثل لحام القوس التنغستن الغازي تحكمًا ممتازًا في سرعة اللحام وإدخال الحرارة وتحافظ على التفاوتات المنخفضة التي تصل إلى ±0.005 بوصة. 
• الفعالية من حيث التكلفة: يتضمن اللحام دمج قطعتين من المعدن معًا، مما يعني أن هناك حاجة إلى كمية أقل من المواد لإنشاء وصلة مقارنة بالطرق الأخرى وتكلفة إجمالية أقل. وفي الوقت نفسه، فإن سرعة اللحام تساعد أيضًا على تقليل التكاليف. 
• السلامة الهيكلية أو الأجزاء: على عكس البراغي والتثبيت، تحافظ أجزاء اللحام المعدنية على سلامتها الهيكلية دون الحاجة إلى تصنيع آلي أو عمليات إضافية.

ما هي عيوب لحام المعادن؟

• المنطقة المتضررة بالحرارة هي التكلفة الرئيسية لعملية لحام المعادن؛ تؤثر الحرارة الشديدة المستخدمة لإذابة المادة في موضع اللحام أيضًا على الخواص الحرارية للمواد المحيطة. 
• هناك قيد آخر وهو السُمك، والذي ينطبق عادةً على الأجزاء التي يزيد سمكها عن 0.5 مم.
• تؤثر مهارة المشغلين بشكل كبير على مستوى مهارة المشغل.
• قد تؤثر الاهتزازات في مركبات السيارات ومكونات العمليات الصناعية والتطبيقات الأخرى على قوة الوصلات المعدنية.

تطبيقات لحام المعادن؟ مكونات ومنتجات اللحام

يوفر اللحام المعدني وصلات أساسية للسلامة الهيكلية والوظيفة الميكانيكية والمتانة. يتم استخدامه في التصنيع الصناعي، والبناء، والسيارات، والفضاء، والعديد من المجالات الأخرى للحصول على وصلات قوية وموثوقة.

أمثلة التطبيق:

• أجسام وإطارات السيارات
• أنظمة العادم ولحام خزانات الوقود
• تجميع مكونات المحرك
• تصنيع مكونات وأنظمة المنشآت الصناعية
• بناء هياكل وأجنحة الطائرات
• لحام المكونات المختلفة في بناء السفن (البدن، السطح، إلخ)
• السلع الاستهلاكية وأدوات المطبخ والمعدات الزراعية
• إصلاح وصيانة الأجزاء والمنتجات والأنظمة المعدنية.
• العبوات الكهربائية وهياكل الإطار 

هل تبحث عن قطع غيار لحام المعادن؟ 

إن اختيار شريك تصنيع يتمتع بالخبرة والموثوقية له نفس القدر من الأهمية للحصول على نتائج مثالية لمكونات ومنتجات اللحام. Boda هي شركة تصنيع مقرها الصين ولديها أكثر من عقد من الخبرة في التعامل خدمات الصفائح المعدنية مع اللحام وعروض التجميع الأخرى.

لدينا مهندسين ومشغلين خبراء يمكنهم لحام معادن مختلفة وفقًا لتصميمك. لذلك، أرسل لنا التصميم الخاص بك حتى نتمكن من الاستفادة من لدينا خدمة لحام المعادن.

وتلخيصا 

اللحام هو التقنية الأساسية لإنشاء وصلات دائمة بين الأجزاء المعدنية والسبائكية، مثل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والتيتانيوم والنحاس وما إلى ذلك. تعتمد تقنية اللحام المستخدمة بالكامل على نوع قطعة العمل المعدنية وموضع اللحام والقوة المطلوبة . ومع ذلك، فإن لحام TIG، وMIG، والبلازما، والعصا هي الأكثر شيوعًا. في بعض الأحيان، قد تكون هناك حاجة إلى مواد مالئة لربط المعادن ذات الخصائص المميزة.

وبشكل عام، لحام المعادن يخلق وصلات قوية ومتينة وموحدة على الأجزاء المعدنية للسيارات والفضاء والإلكترونيات والمعالجة الصناعية وغيرها من الصناعات. 

الأسئلة الشائعة

س-1: هل يمكنني لحام أي أجزاء معدنية؟

لا يمكن لحام جميع الأجزاء المعدنية. يعتمد ذلك على التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية وتوافق قطع العمل. على سبيل المثال، الفولاذ عالي الكربون يكون عرضة للتشقق أثناء اللحام.

س2: هل يمكن لحام معادن أو سبائك مختلفة؟

نعم، يمكن أن ينضم اللحام إلى معادن أو سبائك مختلفة. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مواد حشو متخصصة لمعالجة الاختلافات في نقاط الانصهار، والتمدد الحراري، والخواص الكيميائية للمعادن المختلفة.

س-3: ما مدى متانة أجزاء اللحام المعدنية؟

نعم! اللحام المعدني ينضم بشكل دائم إلى الأجزاء. يعتمد العمر الافتراضي لمفصل لحام معين على جودة اللحام والظروف البيئية ونوع المعدن وما إلى ذلك.

س-4: ما هي طريقة اللحام الأفضل للفولاذ المقاوم للصدأ؟

غالبًا ما يُعتبر اللحام TIG وMIG أفضل الطرق للفولاذ المقاوم للصدأ نظرًا لدقتهما وتحكمهما، مما يؤدي إلى لحام نظيف وقوي.

س-5: ما هي طريقة اللحام الأفضل للألمنيوم؟

يعتبر لحام TIG مثاليًا للألمنيوم لأنه يوفر تحكمًا ممتازًا في عملية اللحام وينتج لحامات عالية الجودة.

س-6: ما الذي يجب علي مراعاته عند اختيار طريقة اللحام للمكونات المعدنية؟

عند اختيار طريقة اللحام للمكونات المعدنية، ضع في اعتبارك أنواع المعادن التي يتم لحامها، وسمكها، وقوة الوصلة المطلوبة، وموضع اللحام.