في الوقت الحاضر، في قطاع التصنيع، تغيرت طريقة المعالجة الشائعة من المعالجة التقليدية بالتلامس إلى المعالجة بالليزر بدون تلامس. المعدات الشائعة في معالجة الليزر هي:آلة لحام بالليزر. لأن آلة لحام بالليزر يتميز بمزايا هامة، مثل كفاءة اللحام العالية، ودقة اللحام، وصغر نقطة اللحام، ويحظى بإعجاب العديد من العملاء. مع ذلك، كلما زاد استخدامه، زادت احتمالية حدوث أعطال.
بالطبع، أي آلة معرضة للفشل. ولجعلها آلة لحام بالليزر لتحسين أداء الآلة، وتقليل أعطالها، وزيادة كفاءتها، يجب فهم المشاكل التي يجب الانتباه إليها أثناء تشغيلها، وكيفية التعامل مع الأعطال. تشرح هذه المقالة بشكل أساسي طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها الشائعة. آلة لحام بالليزر:
1. لماذا يظهر الشقوق أثناء لحام آلة اللحام بالليزر؟
نوع الشق وآلية التكوين:
1. الشق الحراري:
يُعرف أيضًا باسم الشقوق بين الحبيبات، ويتكون بشكل أساسي أثناء عملية تصلب اللحام.
أسباب التكوين:
تحتوي المادة على نسبة عالية من الشوائب (مثل الشوائب ذات نقطة الانصهار المنخفضة مثل S و P)، والتي تنفصل عند حدود الحبوب لتكوين مادة إيتكتيكية، مما يقلل من قوة حدود الحبوب؛
الحبوب خشنة وحدود الحبوب ضعيفة؛
إن مدخلات الحرارة في عملية اللحام كبيرة، مما يؤدي إلى وقت تصلب طويل ونمو حبيبات كافٍ؛
إن إجهادات اللحام كبيرة، ويحدث التشقق أثناء التبريد والانكماش.
الخصائص النموذجية:
تتوسع عادة على طول حدود الحبوب؛
تظهر غالبًا في وسط اللحام أو بالقرب من خط الاندماج.
2. الشقوق الباردة:
تحدث أثناء عملية التبريد بعد الانتهاء من اللحام، وتظهر بعد تأخير لعدة ساعات أو حتى أيام.
أسباب التكوين:
يتم تشكيل بنية تصلب اللحام (مثل المارتنسيت)، وهي هشة للغاية؛
نسبة عالية من الهيدروجين (سلك اللحام الرطب، البيئة الرطبة)؛
ضغط اللحام العالي؛
عدم وجود تسخين مسبق أو تسخين مسبق غير كافٍ قبل اللحام.
الخصائص النموذجية:
الاتجاه يكون في الغالب أفقيًا أو على طول المنطقة المتأثرة بالحرارة؛
إنه متأخر وغير متوقع.
3. إعادة تسخين الشقوق:
إضعاف حدود الحبوب: تترسب عناصر السبائك (مثل V، ملاحظة، تي، إلخ) عند حدود الحبوب لتكوين مراحل هشة؛ وتؤدي الدورات الحرارية المتعددة إلى بنية حدود الحبوب الرخوة.
النطاق الحساس لدرجة الحرارة: عند إعادة التسخين إلى 450~650 درجة مئوية (أو منطقة درجة الحرارة الحساسة لمادة معينة)، فإن هشاشة حدود الحبوب تكون كبيرة ويمكن أن تحدث الشقوق بسهولة.
تأثير الإجهاد المتبقي: يتم إطلاق الإجهاد المتبقي الأصلي في المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء التسخين، مما يتسبب في انتشار الشقوق.
خصائص الكراك:
تحدث غالبًا في المعالجة الحرارية بعد اللحام أو الطبقة الوسطى من اللحام متعدد الطبقات متعدد التمريرات؛
تقع في المنطقة المتأثرة بالحرارة، على شكل شقوق عرضية؛
غالبًا ما تمتد على طول حدود الحبوب، مع التأخير؛
من الصعب اكتشافه، ويسبب ضررًا كبيرًا.
تحليل العوامل المؤثرة على تكوين الشقوق:
تكوين المواد:
المواد مثل الفولاذ عالي الكربون، والفولاذ عالي القوة، وسبائك الألومنيوم، وسبائك النيكل، وما إلى ذلك لديها حساسية عالية للتشقق؛
العناصر الشوائب (S، P، B، وما إلى ذلك) من السهل فصلها عند حدود الحبوب لتشكيل بنية هشة.
مدخلات الحرارة اللحام:
المدخلات الحرارية الزائدة: التبريد البطيء للحام، والحبوب الخشنة، وزيادة ميل التشقق؛
الإدخال الحراري الزائد: ضعف اندماج اللحام، وتشكيل منطقة تركيز الإجهاد.
سرعة اللحام:
السرعة الزائدة: حرارة غير كافية، اختراق غير كافي، ربط ضعيف للمفاصل؛
السرعة المفرطة: توسع المنطقة المتأثرة بالحرارة، وزيادة الدورات الحرارية، وارتفاع خطر هشاشة حدود الحبوب.
تصميم هيكل اللحام:
المناطق ذات الهياكل المعقدة أو تركيز الإجهاد (مثل الصفائح السميكة والمفاصل المتقاطعة) تكون أكثر عرضة للتشقق؛
يؤدي التصميم غير العقلاني إلى تشوه كبير وإجهاد متبقي بعد اللحام.
فجوة التجميع:
فجوة مفرطة: اندماج صعب، ملء غير كافٍ، مسام، شقوق صغيرة وغير مندمجة؛
فجوة غير متساوية: تقلبات المدخلات الحرارية المحلية وتركيز الإجهاد.
المعالجة المسبقة/اللاحقة للتسخين:
عدم التسخين المسبق الكافي قبل اللحام: التبريد السريع، وسهولة توليد بنية هشة (مثل المارتنسيت)؛
المعالجة الحرارية غير المناسبة بعد اللحام: الفشل في إبطاء التبريد وفقًا للعملية أو وقت الاحتفاظ غير الكافي، مما يؤدي إلى حدوث الشقوق.
الرطوبة البيئية/محتوى الهيدروجين:
بيئة اللحام رطبة، ومواد اللحام تحتوي على الماء، وسطح المادة الأم يحتوي على الماء أو الصدأ، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الهيدروجين؛
تنتشر ذرات الهيدروجين في اللحام، مما يسبب الشقوق الناجمة عن الهيدروجين (وخاصة الشقوق الباردة).
حلول خاصة لشقوق آلة اللحام بالليزر:
1. اختيار المواد:
اختر المواد ذات المقاومة القوية للتشقق؛
تقليل محتوى الشوائب مثل S و P في المادة؛
استخدم مواد اللحام ذات المحتوى المنخفض من الهيدروجين؛
بالنسبة لسبائك الألومنيوم، اختر نماذج السبائك ذات أداء اللحام الجيد.
2. ضبط معلمات اللحام لآلة اللحام بالليزر:
قم بتقليل طاقة الليزر أو مدخلات الحرارة بشكل مناسب لتجنب تجمع اللحام الزائد؛
ضبط سرعة اللحام بشكل معقول لتجنب منطقة التأثر بالحرارة الزائدة؛
استخدم استراتيجية تقليل مدخلات الحرارة لعملية اللحام متعددة التمريرات؛
التحكم في حجم البقعة وموضع التركيز وعمق اللحام.
3. تحسين التصميم الهيكلي:
تقليل القيود عند اللحام (مثل الأطراف الحرة أو الانتقالات المعقولة)؛
تحسين شكل المفصل، مثل اختيار مفاصل الأطراف بدلاً من مفاصل T؛
حافظ على فجوة تجميع معقولة لتجنب اللحام الفارغ أو الاختراق غير الكامل.
4. إجراءات المعالجة قبل اللحام/بعده
التسخين المسبق قبل اللحام: خاصة بالنسبة للصلب عالي القوة والفولاذ عالي الكربون، يوصى بالتسخين المسبق إلى 100~300 درجة مئوية؛
العزل أو التلدين بعد اللحام: التبريد البطيء لإزالة الإجهاد؛
التحكم في درجة الحرارة والرطوبة المحيطة لتجنب التشقق الناجم عن الهيدروجين.
5. مقدمة للعمليات المساعدة:
اللحام الهجين باستخدام قوس الليزر: تقليل ذروة الحرارة المدخلة؛
استخدم غاز الحماية الخلفية (مثل الأرجون) لتقليل الأكسدة؛
استخدم اللحام المتأرجح لزيادة عرض اللحام وتقليل تركيز الإجهاد.
6. الكشف والمراقبة:
نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الحقيقي؛
تكنولوجيا الكشف عن الشقوق عبر الإنترنت مثل الانبعاث الصوتي والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء؛
استخدم طرق الاختبار غير المدمرة بعد اللحام (جامعة تكساس، العلاج الطبيعي، ار تي) للتحقق من مخاطر التشقق.
2. آلة اللحام بالليزر لا تتمتع بقدرة اختراق كافية:
1) طاقة الليزر ليست كافية، ويمكن حل ذلك عن طريق زيادة عرض النبضة والتيار.
2) كمية عدم التركيز في مرآة التركيز غير صحيحة، ويجب ضبط كمية عدم التركيز إلى موضع قريب من نقطة التركيز (ولكن لا ينبغي إنشاء أي تناثر).
3. يضعف شعاع الليزر في آلة اللحام بالليزر أثناء اللحام:
١) مياه التبريد ملوثة أو لم تُستبدل لفترة طويلة. استبدل مياه التبريد ونظف أنبوب زجاج فلتر الأشعة فوق البنفسجية ومصباح زينون لحل المشكلة.
2) عدسة التركيز أو غشاء تجويف الرنين بالليزر تالف أو ملوث، ويجب استبداله أو تنظيفه في الوقت المناسب.
٣) الليزر في المسار البصري الرئيسي مُزاح. اضبط غشائي الانعكاس الكامل وشبه الانعكاس في المسار البصري الرئيسي. استخدم ورق الصور للتحقق من النقطة الدائرية وضبطها.
٤) لا يخرج الليزر من مركز فوهة الهواء النحاسية أسفل رأس التركيز. اضبط غشاء الانعكاس بزاوية ٤٥ درجة لجعل خرج الليزر من مركز فوهة الهواء.
٥) غطاء العدسة البصرية غير مفتوح بالكامل. افحصه وأضف زيت التشحيم إلى موصل غطاء العدسة البصرية لجعله أملسًا ميكانيكيًا.
تشرح هذه المقالة بشكل رئيسي سبب ظهور الشقوق أثناء اللحام بآلة اللحام بالليزر، بالإضافة إلى حلول محددة. نستعرض بإيجاز المشاكل التي تواجهها آلتا اللحام بالليزر الأخيرتان، ولكن إذا كنت ترغب في تعزيز فهمك، يُرجى التواصل معنا، وسنناقش الأمر مع فنيي إيجل بمزيد من التفصيل، ثم نشاركه معك!
هذه هي الطرق الثلاث الشائعة لمعالجة أعطال آلات اللحام بالليزر. آمل أن تكون مفيدة لكم.
إذا لزم الأمر، يرجى الاتصال بقسم مبيعات التجارة الخارجية لشركة نسر للتواصل والشراء!