قابلية اللحام للصلب: كيف تتم مقارنة مجموعات الفولاذ المختلفة؟

عند لحام الفولاذ، يُعد فهم قابلية اللحام لمختلف مجموعات الفولاذ أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق النتائج المرجوة. تُشير قابلية اللحام إلى قابلية اللحام دون التسبب في أي عيوب أو نقاط ضعف في المفصل. وتؤثر عوامل مختلفة، مثل التركيب والسمك ودرجة حرارة التسخين المسبق، على قابلية اللحام. في هذه المقالة، سنستكشف كيفية مقارنة مجموعات الفولاذ المختلفة من حيث قابلية اللحام، ونقدم رؤىً تساعدك على اتخاذ قرارات مدروسة عند اختيار الفولاذ المناسب لمشاريع اللحام الخاصة بك.

الفولاذ الكربوني

يُعدّ الفولاذ الكربوني من أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا في اللحام نظرًا لقابليته الممتازة للحام. يحتوي هذا الفولاذ على نسبة ضئيلة من الكربون، تصل عادةً إلى 2.11%، مما يمنحه قوةً ومتانةً جيدتين. يتميز الفولاذ الكربوني بسهولة لحامه باستخدام عمليات اللحام الشائعة، مثل لحام القوس المعدني المحمي (SMAW)، ولحام القوس المعدني الغازي (GMAW)، ولحام قوس التنغستن الغازي (GTAW). مع ذلك، يجب توخي الحذر لتجنب الحرارة الزائدة أثناء اللحام، إذ قد يؤدي ذلك إلى تكوين هياكل هشة في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ). يُساعد التسخين المسبق للفولاذ والتحكم في درجة حرارة الوصلات بين اللحامات على تخفيف هذه المشاكل وضمان سلامة وصلة اللحام.

سبائك الفولاذ

الفولاذ السبائكي هو أنواع من الفولاذ تحتوي على عناصر سباكة إضافية، مثل المنغنيز والسيليكون والنيكل والكروم، لتحسين خواصها الميكانيكية. يتميز هذا الفولاذ بقوة وصلابة ومقاومة أفضل للتآكل مقارنةً بالفولاذ الكربوني. تعتمد قابلية لحام الفولاذ السبائكي على نوع وكمية عناصر السبائك الموجودة. بشكل عام، يُعتبر الفولاذ منخفض السبائك، الذي يحتوي على أقل من 8% من إجمالي عناصر السبائك، قابلاً للحام باستخدام تقنيات اللحام التقليدية. من ناحية أخرى، قد يتطلب الفولاذ عالي السبائك إجراءات لحام متخصصة ومعالجة حرارية بعد اللحام لتجنب التشقق والتشوه. من الضروري اتباع توصيات الشركة المصنعة وإجراءات اللحام عند لحام الفولاذ السبائكي لضمان جودة لحام مثالية.

الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ هو فولاذ عالي المقاومة للتآكل يحتوي على ما لا يقل عن 10.5% من الكروم وزنًا. يُصنف هذا الفولاذ إلى عدة مجموعات بناءً على بنيته الدقيقة وعناصر السبائك، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والحديدي، والمارتنسيتي، والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج. يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، مثل درجتي 304 و316، الأكثر شيوعًا واستخدامًا على نطاق واسع في تطبيقات اللحام نظرًا لقابليته الممتازة للحام ومتانته. يمكن لحام هذا الفولاذ باستخدام مجموعة متنوعة من عمليات اللحام، بما في ذلك لحام TIG وMIG واللحام بالقوس المغمور. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي والمارتنسيتي بقابلية ليونة وصلابة أقل من الفولاذ الأوستنيتي، وقد يُظهر حساسية أثناء اللحام، مما يؤدي إلى تآكل بين الحبيبات. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج مزيجًا من القوة العالية ومقاومة التآكل، ولكنه عرضة لترسب المراحل الضارة أثناء اللحام، مما قد يؤثر على الخصائص الميكانيكية لمفصل اللحام. يعد اختيار غاز الحماية المناسب، واختيار المعدن الحشوي، والمعالجة الحرارية بعد اللحام أمرًا ضروريًا عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ لتقليل مخاطر عيوب اللحام وضمان الأداء الأمثل.

فولاذ الأدوات

فولاذ الأدوات هو فولاذ عالي الكربون، مصمم لتحمل درجات الحرارة العالية والأحمال الثقيلة في تطبيقات الأدوات الصناعية. يحتوي هذا الفولاذ على عناصر سبائكية مثل التنغستن والموليبدينوم والفاناديوم والكوبالت لتحسين صلابته ومقاومته للتآكل ومتانته. قد يكون لحام فولاذ الأدوات صعبًا نظرًا لارتفاع نسبة الكربون فيه، مما قد يؤدي إلى ترسب الكربيد والتشقق في المنطقة المتأثرة بالحرارة. يساعد التسخين المسبق للفولاذ إلى درجة حرارة محددة واستخدام عمليات لحام منخفضة الهيدروجين على منع التشقق وضمان سلامة اللحام. غالبًا ما تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية لتخفيف الإجهادات المتبقية واستعادة الخواص الميكانيكية لوصلة اللحام. من الضروري مراجعة إرشادات الشركة المصنعة للفولاذ وإجراءات اللحام عند لحام فولاذ الأدوات لتحقيق أفضل النتائج.

الفولاذ عالي القوة ومنخفض السبائك (HSLA)

الفولاذ عالي القوة منخفض السبائك (HSLA) هو مجموعة من الفولاذ منخفض الكربون يتميز بقوة وصلابة أعلى من الفولاذ الكربوني التقليدي. يحتوي هذا الفولاذ على كميات صغيرة من عناصر السبائك مثل النيوبيوم والفاناديوم والتيتانيوم لتعزيز خواصه الميكانيكية. يُستخدم فولاذ HSLA بشكل شائع في التطبيقات الإنشائية، ومكونات السيارات، وأوعية الضغط التي تتطلب قوة عالية وقابلية لحام جيدة. يشبه لحام فولاذ HSLA لحام الفولاذ منخفض السبائك، حيث يُعد التسخين المسبق المناسب، والتحكم في درجة حرارة اللحام، والمعالجة الحرارية بعد اللحام أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة وصلة اللحام. من المهم اتباع إجراءات اللحام الموصى بها واختيار معدن الحشو لتقليل مخاطر عيوب اللحام وتحقيق الخواص الميكانيكية المطلوبة في وصلة اللحام.

في الختام، تختلف قابلية لحام الفولاذ باختلاف مجموعة الفولاذ وتركيبها. يُعرف الفولاذ الكربوني بقابليته الممتازة للحام، بينما تتطلب أنواع الفولاذ السبائكي، والفولاذ المقاوم للصدأ، وفولاذ الأدوات، وفولاذ HSLA اعتبارات لحام خاصة يجب مراعاتها لتحقيق جودة لحام مثالية. من خلال فهم خصائص وقابلية لحام مجموعات الفولاذ المختلفة، يمكن للحامين والمصنعين اتخاذ قرارات مدروسة عند اختيار الفولاذ المناسب لمشاريع اللحام الخاصة بهم. تُعد إجراءات اللحام الصحيحة، واختيار معدن الحشو، والمعالجة الحرارية، أمورًا أساسية لضمان سلامة وصلات اللحام وتلبية متطلبات أداء المنتج النهائي. تذكر مراجعة إرشادات الشركة المصنعة للفولاذ وطلب المشورة المهنية عند الشك في لحام أنواع معينة من الفولاذ.