أنواع وخصائص أساسية لتشققات اللحام

1. الشقوق الساخنة

1.1 تشققات التصلب

1.1.1 آلية التكوين

خلال المراحل اللاحقة من التصلب، تعمل طبقة سائلة يوتكتيكية منخفضة الانصهار على إضعاف الروابط بين الحبيبات، مما يؤدي إلى حدوث تشققات تحت إجهاد الشد.

توجد عادة في لحامات الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك ذات المحتوى العالي من الشوائب، وفي لحامات الفولاذ الأوستنيتي أحادي الطور وسبائك النيكل.

1.1.2 العوامل المؤثرة

تؤدي المستويات العالية من الكبريت والفوسفور والكربون والسيليكون في معدن اللحام إلى زيادة احتمالية حدوث تشققات التصلب.

كما أن معايير عملية اللحام غير المناسبة، مثل تيار اللحام المفرط وسرعة اللحام البطيئة، والتي تطيل الوقت الذي يبقى فيه اللحام عند درجات حرارة عالية، تؤدي بسهولة إلى التشقق.

1.1.3 التدابير الوقائية

التحكم بدقة في محتوى الشوائب مثل الكبريت والفوسفور في المعدن الأساسي ومواد اللحام.

تحسين معايير عملية اللحام، والتحكم بشكل معقول في تيار اللحام وسرعته، وتجنب التعرض المطول لدرجات حرارة عالية للحام.

1.2 تشققات التسييل عند درجات الحرارة العالية

1.2.1 آلية التكوين

تتسبب درجة الحرارة القصوى لدورة اللحام الحرارية في إعادة الانصهار في المنطقة المتأثرة بالحرارة وبين اللحامات متعددة الطبقات، مما يؤدي إلى حدوث تشققات تحت الضغط.

يحدث بشكل رئيسي في منطقة اللحام القريبة أو بين اللحامات متعددة الطبقات للفولاذ عالي القوة الذي يحتوي على الكروم والنيكل، والفولاذ الأوستنيتي، والسبائك القائمة على النيكل.

1.2.2 العوامل المؤثرة

تؤدي المستويات العالية من الكبريت والفوسفور والسيليكون والكربون في المعدن الأساسي وسلك اللحام إلى زيادة كبيرة في احتمالية حدوث تشقق التسييل.

يؤدي إدخال الحرارة المفرطة في اللحام إلى ارتفاع درجات الحرارة بشكل مفرط في المنطقة المتأثرة بالحرارة، مما ينتج عنه حبيبات خشنة وانخفاض في مرونة المادة.

1.2.3 التدابير الوقائية

اختر مواد اللحام ذات المحتوى المنخفض من الكبريت والفوسفور لتقليل العناصر الحساسة لتشقق التسييل.

التحكم في مدخلات حرارة اللحام لتجنب ارتفاع درجة حرارة المنطقة المتأثرة بالحرارة، وتحسين الحبيبات، وتحسين مرونة المادة.

1.3 تشققات التضليع

1.3.1 آلية التكوين

تحت تأثير درجات الحرارة والإجهاد العاليين، تتحرك عيوب الشبكة البلورية في جبهة البلورة المتصلبة وتتراكم لتشكل حدودًا ثانوية. في هذه الحالة ذات اللدونة المنخفضة، تحدث الشقوق تحت تأثير الإجهاد.

يحدث ذلك في الغالب في لحامات المعادن النقية أو سبائك الأوستنيت أحادية الطور أو المناطق القريبة من اللحام. 1.3.2 العوامل المؤثرة

مقدار وتوزيع الإجهاد المتبقي في الوصلات الملحومة؛ كلما زاد الإجهاد المتبقي، زادت احتمالية حدوث تشقق متعدد الأضلاع.

إن تركيب وبنية المواد المستخدمة في اللحام؛ على سبيل المثال، قد يؤثر المحتوى العالي للغاية من عناصر السبائك على حركة وتجمع عيوب الشبكة البلورية.

1.3.3 التدابير الوقائية

استخدم تسلسلًا وعملية لحام معقولة لتقليل الإجهاد المتبقي الناتج عن اللحام.

اختر مواد اللحام المناسبة وتحكم في محتوى عناصر السبيكة لتجنب التكتل المفرط لعيوب الشبكة البلورية.

2. إعادة التسخين والتكسير

2.1 آلية التكوين

في الهياكل الملحومة ذات الصفائح السميكة المصنوعة من الفولاذ الذي يحتوي على عناصر سبائك تقوية الترسيب، تحدث الشقوق في المناطق ذات الحبيبات الخشنة من المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد أو الخدمة.

يحدث ذلك بشكل رئيسي في المناطق ذات الحبيبات الخشنة من المنطقة المتأثرة بالحرارة في الفولاذ عالي القوة منخفض السبائك، والفولاذ المقاوم للحرارة البيرليتي، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والسبائك القائمة على النيكل.

2.2 العوامل المؤثرة

إن التركيب الكيميائي للفولاذ، مثل وجود عناصر تقوية الترسيب مثل الفاناديوم والموليبدينوم والتيتانيوم، يعزز تشقق إعادة التسخين.

تؤثر معايير عملية اللحام، مثل مدخلات حرارة اللحام ودرجة حرارة التسخين المسبق، على حجم الحبيبات وتوزيع الإجهاد المتبقي في المنطقة المتأثرة بالحرارة.

2.3 التدابير الوقائية

تحسين تركيبة الفولاذ لتقليل محتوى العناصر المقوية بالترسيب.

التحكم بشكل معقول في معايير عملية اللحام، مثل زيادة درجة حرارة التسخين المسبق بشكل مناسب وتقليل مدخلات حرارة اللحام، لتحسين الحبيبات في المنطقة المتأثرة بالحرارة.

3. التصدع البارد:

3.1 التصدع المتأخر

3.1.1 آلية التكوين

الشقوق ذات الخصائص المتأخرة تحت التأثير المشترك للبنية المجهرية المتصلبة والهيدروجين وإجهاد التقييد.

يحدث ذلك بشكل رئيسي في المنطقة المتأثرة بالحرارة من الفولاذ منخفض السبائك، والفولاذ متوسط ​​السبائك، والفولاذ متوسط ​​الكربون، والفولاذ عالي الكربون، وفي بعض الحالات، على معدن اللحام.

3.1.2 العوامل المؤثرة

محتوى الهيدروجين في اللحام؛ الهيدروجين عامل رئيسي يؤدي إلى تأخير التصدع؛ كلما زاد محتوى الهيدروجين، زادت قابلية التصدع.

إجهاد التقييد للوصلة الملحومة؛ كلما زاد إجهاد التقييد، زادت سهولة حدوث الشقوق.

3.1.3 التدابير الوقائية

يجب التحكم بدقة في محتوى الهيدروجين في مواد اللحام واستخدام مواد لحام منخفضة الهيدروجين.

اتخذ إجراءات التسخين المسبق واللاحق لتقليل إجهاد التقييد في الوصلة الملحومة. 3.2 تبريد الشقوق

3.2.1 آلية التكوين

تم اكتشافها مباشرة بعد اللحام، ويرجع ذلك أساسًا إلى تكوين هياكل متصلبة تحت ضغط اللحام.

توجد عادة في الوصلات الملحومة للفولاذ عالي القوة والفولاذ فائق القوة.

3.2.2 العوامل المؤثرة

تؤدي معايير عملية اللحام، مثل سرعة اللحام المفرطة ومعدل التبريد، بسهولة إلى تكوين هياكل صلبة.

الشكل الهندسي وحجم الوصلة الملحومة؛ فالوصلات ذات الأشكال المعقدة والسمك الكبير معرضة لتشققات التبريد.

3.2.3 التدابير الوقائية

تحسين معايير عملية اللحام، والتحكم في سرعة اللحام ومعدل التبريد لتجنب تكوين هياكل متصلبة.

اعتمد تصميمًا معقولًا للوصلات الملحومة لتقليل نقاط تركيز الإجهاد.

3.3 تشققات التقصف الناتجة عن انخفاض اللدونة

3.3.1 آلية التكوين

عندما يتم تبريد المواد ذات اللدونة المنخفضة إلى درجات حرارة منخفضة، فإن قوة الانكماش تتسبب في تجاوز الإجهاد للاحتياطي البلاستيكي للمادة أو تصبح المادة هشة، مما يؤدي إلى حدوث تشققات.

لا توجد ظاهرة تأخير؛ فهي تحدث بشكل رئيسي في الهياكل الملحومة التي تعمل في درجات حرارة منخفضة.

3.3.2 العوامل المؤثرة

صلابة المادة في درجات الحرارة المنخفضة؛ فالمواد ذات الصلابة الضعيفة في درجات الحرارة المنخفضة تكون عرضة لتشققات التقصف ذات اللدونة المنخفضة.

الإجهاد المتبقي في الوصلة الملحومة؛ يؤدي الإجهاد المتبقي العالي إلى زيادة احتمالية حدوث التشققات.

3.3.3 التدابير الوقائية

اختر مواد اللحام ذات المتانة الجيدة في درجات الحرارة المنخفضة.

تحسين عملية اللحام لتقليل الإجهاد المتبقي الناتج عن اللحام.

4. التمزق الصفائحي:

4.1 آلية التكوين

توجد شوائب طبقية داخل الصفيحة الفولاذية، ويؤدي الإجهاد العمودي على اتجاه الدرفلة أثناء اللحام إلى تمزق صفائحي.

توجد عادة في عملية تصنيع منصات النفط الكبيرة وأوعية الضغط ذات الجدران السميكة.

4.2 العوامل المؤثرة

جودة الصفيحة الفولاذية؛ يؤدي المحتوى العالي من الشوائب الطبقية إلى زيادة الميل للتمزق الصفائحي.

تؤثر معايير عملية اللحام، مثل مدخلات حرارة اللحام وتسلسل اللحام، على توزيع إجهاد اللحام.

4.3 التدابير الوقائية

التحكم بدقة في جودة الصفيحة الفولاذية لتقليل الشوائب الطبقية.

تحسين عملية اللحام، والتحكم بشكل معقول في مدخلات حرارة اللحام وتسلسل اللحام لتقليل إجهاد اللحام.

5. تشقق التآكل الناتج عن الإجهاد

5.1 آلية التكوين

تتشكل الشقوق المتأخرة في الهياكل الملحومة تحت التأثير المشترك للمواد المسببة للتآكل والإجهاد. وتشمل العوامل المؤثرة نوع المادة، ونوع الوسط المسبب للتآكل، والشكل الهيكلي، وعملية اللحام، ومواد اللحام، ودرجة تخفيف الإجهاد.

5.2 العوامل المؤثرة

مقاومة المادة للتآكل؛ فالمواد ذات المقاومة الضعيفة للتآكل تكون عرضة لتشقق التآكل الإجهادي.

نوع وتركيز الوسط المسبب للتآكل؛ فالوسط المسبب للتآكل القوي يسرع من تكوين الشقوق.

5.3 التدابير الوقائية

اختر مواد اللحام ذات المقاومة الجيدة للتآكل.

اعتماد تدابير فعالة لمكافحة التآكل، مثل حماية الطلاء والحماية الكاثودية.

أرسل ملاحظاتك