لحام بالليزرهي تكنولوجيا قوية تستخدم الحرارة المولدة من تكنولوجيا الليزر لدمج مواد اثنين (مثل لوحات الصلب).يواجه التلحيم تحدي تشويه اللحام بسبب رد الفعل الطبيعي للمعادن إلى الحرارة الشديدةهذا تشوه يضع في خطر سلامة المعدن المنصهر. لحسن الحظ، هناك طرق للحد من التشوه عن طريق تنفيذ معايير عملية اللحام.
في هذه المقالة، سنركز على مالحامسوف تجد أيضا نصائح فعالة لمساعدتك على معالجة آثار تشويه اللحام.
ما هولحام بالليزرتشوه؟
تشوه أو تشوه لحام ينطوي على تغييرات في شكل وحجم الهيكل المعدني. هذا هو تأثير طبيعي للحام. عندما يتم تحميل المعادنلحام بالليزر، فهي تتعرض لدرجة حرارة عالية جداً مما يجعلها تذوب مما يسبب توسع المادة.
عندما يبرد المعدن المذاب إلى درجة حرارة الغرفة، يصبح صلبًا ويبدأ في التقلص. هذا هو الإجهاد المتبقي. إذا تم تحديد الحرارة ولم يتم تسخين بقية سطح المعدن،لن تتوسع أو تتقلص بنفس الطريقةهذا يسبب التشوه
المواد التي تتشوه بسهولة بعدلحام
لتحديد سبب حساسية المادةلحامبعض المواد أكثر عرضة للتشوه بسبب كل من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية.
1الخصائص الفيزيائية هي مقاييس التوسع الحراري والقيادة الحرارية.
التوسع الحراري هو حركة المعدن عندما يتوسع عند التسخين ويتقلص عند التبريد. إذا كان هناك معامل مرتفع ، فإن المادة تتوسع وتقلص بسهولة أكبر - لذلك سوف تلتوي أكثر.
التوصيل الحراري ، من ناحية أخرى ، يقيس تدفق الحرارة على طول المادة. التوصيل الحراري العالي يشتت الحرارة بشكل أسرع. نظرًا لوجود الحرارة يمكن أن يسبب تشوه المواد بسهولة ،انخفاض الموصلات يزيد من احتمال التشوه أثناء اللحام.
2من حيث الخصائص الميكانيكية، يجب النظر في عاملين، قوة الانسحاب ووحدة المرونة.
تقييم قوة الصلبة هو مقدار الضغط الذي يمكن للمادة أن تتحمله استجابة للقوى الخارجية.المواد ذات المقاومة العالية لديها ضغوط متبقية أعلى وبالتالي تشوه بسهولة أكبر.
ويشير نموذج المرونة إلى قدرة المادة على التوسع والانكماش. معدل مرونة أعلى يعني أن المادة لديها قدرة أكبر على مقاومة التشوه.
مع الأخذ في الاعتبار هذه الخصائص، يمكنك أن تفترض أنه إذا كان المادة لديها معامل توسع حرارية أعلى، والقيادة الحرارية أقل، أعلى قوة الانسحاب، وحدة مرونة أقل
المواد التي تتشوه بسهولة بعدلحام
مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ مع الفولاذ الكربونييمكنك أن تفترض أن الأول أكثر عرضة للتشوه لأنه لديه قوة عالية من العائد ومعامل التوسع الحراري وكذلك انخفاض الموصلات الحرارية.
بين الألومنيوم والنحاس ، فإن الأول عرضة للتشوه لأنه يحتوي على معامل توسع حراري أعلى ، وأقل توصيل حراري.
أنواع وأسبابلحام بالليزرالتشوه
وقد أجريت العديد من الدراسات لتحديد الأسباب الحقيقية للتشوه بعدلحام بالليزروفقًا لدراسة ، هناك ثلاثة عوامل تؤثر بشكل كبير على عائد لحام الليزر: المادة والعملية والهندسة.
مثلاً،لحام بالليزرتتشوه بسبب تطبيق معايير اللحام على سطح المعدن بطرق مختلفة. سيتم تركيز سرعة اللحام والتيار والزاوية وما إلى ذلك على الأجزاء التي يتم لحامها.عند الانتقال بعيدا عن منطقة اللحام، تتناقص الحرارة تدريجيا وتقلل التأثيرات الحرارية مثل توسع المعدن.
وبالتالي يمكن الافتراض بأمان أن التوسع سوف يختلف اعتمادا على كثافة الحرارة التي يتلقاها المعدن.الجزء المطاوئ يتوسع أكثر لأنه يتلقى أكثر الحرارة من مصدر الليزر.
عندمالحامعندما تنتهي العملية، يبدأ المعدن في التبريد والانكماش. سيستمر المعدن في الانكماش بنفس الكمية التي يتوسع بها. هذا يسمى الإجهاد المتبقي.
إذا كان التوتر أكبر من قوة العائد للمادة الأم ، فقد يحدث نوعان من التوتر.
يحدث التوتر الضغط في المنطقة المحيطة بحافة المعدن الأم.
الإجهاد الشدّي يحدث عندما يقاوم انقباض المعدن المُسخّن بقية سطح المعدن (السطح غير المُسخّن).
لفهم هذا بشكل أفضل، من الأفضل النظر في الطرق المختلفة التي يمكن أن يحدث فيها التشوه عندمالحامانتهى.
1التشوه الطولي
كما يوحي الاسم ، يحدث هذا التشوه على طول المادة التي يتم لحامها. مع تبريدها ، يتقلص الحام والمنطقة المحيطة بها. ونتيجة لذلك ، ستصبح القطعة أقصر.هذا يسبب الحواف الخارجية لتبدو أطول والجزء الأوسط لتبدو مقوسة.
خاصة إذا لم يتم تثبيت قطعة العمل بشكل صحيح ، فإن التشوه سيكون أقصى.
2تشويه جانبي
يحدث هذا النوع من التشوه عندما يتم سحب حواف المعدن تجاه بعضها البعض. هذا التشوه ناجم عن الانكماش الذي يتجاوز التوسع الذي حدث في البداية خلاللحام بالليزر
3تشويه الزاوية
يحدث تشويه الزاوية عندما تتغير زاوية اللوحة المعدنية بسبب الانكماش بعدلحاميتم الانتهاء من المهمة. يتم سحب حواف الصفيحة نحو بعضها البعض على جانب واحد، مما يجعل المادة تبدو منحنية.
إذا كان اللحام يربط المعدن بزاوية عمودية ، فلن يظهر المعدن العمودي مستقيمًا ، بل منحنيًا.
4تشويه معقد
هذا النوع هو مزيج من الالتفافات التي تمت مناقشتها في وقت سابق. يبدو أنه ينحني أو ينحني أو ينحني.هذه هي أنواع مختلفة من الانحناءات والتشوهات التي يمكن أن تعرض سلامةمادة لحاميةمهما كانت قوة المعدن، إذا كان لحام الليزر يسبب تشوهه، سوف تفشل لحام.
10 طرق للحد من تشويه اللحام
في حين أن التشوه لا مفر منه، هذا لا يعني أنه لا يوجد شيء يمكنك القيام به لتقليله.هناك أيضا طرق مختلفة لمنع الفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن الأخرى من التشوههذا ليس له علاقة بقوة الفولاذ المختار ما يهم أكثر هو ما تفعله قبل وخلال و بعدلحامالمهمة
هنا عشرة مختلفةلحامأفكار يمكنك استخدامها.
1تجنب الحامية المفرطة
الحوائطفي المناطق الكبيرة يزيد من الانكماش الذي يحدث. هذا هو السبب في أنك يجب أن تخططلحام بالليزرعملية خاصة عندما تحتاج إلى العمل على الأسطح الضخمة.لحامالتشوه والتوترات المتبقية، وبالتالي تجنب مضيعة المعدن والوقت.
2. استخدمي المنتصفلحام
هذه تقنية تترك مساحة بين الحوائط بدلاً من لحام مستمر، ستلحين بوصة ومن ثم تترك مساحة للمعادن غير المحمومة قبل أن تقوم بحامية أخرىهذا يمكن أن يقلل بشكل فعال من التشوه بعدلحامانتهى.
3تقليل عدد التحويلات
طريقة أخرى لتجنب التشوه هي الحد من عدد الممرات فيلحامعملية. تأكد من أن مرة واحدة كافية لتجنب التشوه. يمكنك محاولة أداء مرور لحام واحد كبير بدلا من عدة مرورات لحام صغيرة. وفقا ل TWI،تحاميل واحد أكبر ينتج تشوه زاوية أقل من لحام يتكون من عدة ممرات صغيرة
4. النظر في موقع اللحام
موقع الموقعلحاممن المفضل أن تضع اللحام بالقرب من المركز أو المحور المحايد للمادة.هذا سوف يقلل من التشوه عندما يبدأ لحام الليزر لتقلص لأنه سيكون هناك أقل الرافعة المالية كما تحاول قوى الانكماش للتحرك خارج محاذاة.
5جرب خطوة الخلفيةلحامتقنية
الخطوة الخلفيةلحامهي تقنية حيث يكون اتجاه اللحام من اليسار إلى اليمين ، ولكن يتم إيداع شرائح حبال اللحام من اليمين إلى اليسار.القيام بذلك سوف توسيع حواف حيث يتم وضع شرائح اللؤلؤ لفصل مؤقت من صفيحة المعدن.
عندما تكتمل الحركة من اليسار إلى اليمين، فإن استمرار الحبات سيؤدي إلى انخفاض التوسع مع اكتمال العملية. هذه طريقة فعالة للحد من التشوه.
6. تم تعيينها مسبقاًأجزاء لحام
سوف يتضمن ذلك بعض الاختبارات لضمان الحد الأدنى من التشوهات بمجرد الانتهاء من اللحام. حدد الإعداد المسبق المطلوب لللحام السابق حتى تتمكن من تقدير الانكماش الذي ستشهده.هذا سيسمح لك بإجراء تعديلات لتقليل الانكماش والتشوه.
7. إنشاء تسلسل لحام
لا تستخدمي خطاً مستقيماً فقط لحام الأجزاء، بل قم بإنشاء تسلسل لحام مخطط يمكن أن يعوض تقلص جزء آخر من المادة التي يتم تجميعها.بناءً على معرفتك كيف ينكمش المعدن، يمكنك إنشاء تسلسل يوازن ردود الفعل لمنع التشوه.
8قم بتثبيت الجزء لتثبيته في مكانه
خيار آخر هو استخدام الجيج عندما كنتلحامالتركيز على الأجزاء معًا. هذا سيقوم بتثبيتها ومنع التوسع أو الانكماش من تشويهها. ابق الأجزاء في مكانها حتى تكتمل العملية. يقلل عدم وجود حركة من التشوه.
9فكر في تخفيف الضغط الحراري
هذه تكنولوجيا تتحكم في تسخين وتبريد الأجزاء المشتركةلحامهذا عندما تزيد من درجة الحرارة وتسيطر على ضغط إدارة التبريد عن طريق ارتداؤه أثناء لحام المنتج.
10. إختصروقت اللحام
يمكنك أيضًا تقصير وقت اللحام لتقليل خطر التشوه. سيكون هذا تحديًا إذا كنت تفعل ذلك يدويًا. ستبرد الأجزاء التي لحنتها أولاً قبل الانتهاء منها. ومع ذلك ، يجب أن تكون هناك بعض الاحتياطات.,إذا كان لديك معدات لحام ميكانيكية، يمكنك تقليل وقت المعالجة والحفاظ على تشويه إلى الحد الأدنى.