تُعد الشقوق الناتجة عن اللحام أخطر أنواع عيوب اللحام.
تنقسم الشقوق الناتجة عن اللحام بشكل صارم إلى خمس فئات رئيسية: الشقوق الباردة، والشقوق الساخنة، وشقوق إعادة التسخين، والتمزق الصفائحي، وشقوق التآكل الإجهادي.
سنتناول اليوم بشكل أساسي موضوع التشققات الباردة. فما هي التشققات الباردة؟
الشقوق الباردة هي شقوق تظهر عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا. ما مدى انخفاض درجة الحرارة؟ عادةً ما تكون أقل من 300 درجة مئوية. قد يتساءل البعض: 300 درجة مئوية درجة حرارة مرتفعة، ولكن بالمقارنة مع درجة انصهار الفولاذ (حوالي 1500 درجة مئوية، والتي تختلف باختلاف عناصر السبيكة) ودرجة الحرارة التي تتشكل عندها الشقوق الساخنة، تُعتبر 300 درجة مئوية درجة حرارة منخفضة. لذلك، تُسمى الشقوق التي تتشكل عندما يبرد الوصل الملحوم إلى أقل من 300 درجة مئوية (أقل من درجة حرارة بدء التحول المارتنسيتي) بالشقوق الباردة.
تنقسم الشقوق الباردة إلى ثلاث فئات رئيسية:
يُطلق على النوع الأول اسم التصدع المتأخر. وهو لا يحدث مباشرة بعد اللحام، بل بعد فترة زمنية. قد تكون هذه الفترة بضع ساعات، أو بضعة أيام، أو حتى بضعة أشهر.
كيف تتشكل الشقوق المتأخرة؟
تنتج هذه المشاكل بشكل رئيسي عن ارتفاع نسبة الهيدروجين القابل للانتشار في اللحام. في المصانع، تتطلب بعض المواد استخدام قضبان أو أسلاك لحام منخفضة الهيدروجين للتحكم في نسبة الهيدروجين القابل للانتشار، مثل الفولاذ متوسط الكربون والفولاذ السبائكي متوسط الحرارة. تُستخدم قضبان أو أسلاك اللحام منخفضة الهيدروجين عمومًا لتجنب حدوث التشققات المتأخرة.
تشققات باردة
النوع الثاني من التشققات الباردة هو تشقق التصلب الناتج عن التبريد السريع. وينتج هذا النوع من التشققات بشكل رئيسي عن المارتنسيت أثناء عملية التحول الطوري.
ما هو المارتنسيت؟ التعريف الأكاديمي الدقيق هو: محلول صلب فوق مشبع من الكربون في حديد ألفا (α-Fe). هذا التعريف معقد بعض الشيء. لنفترض أن لدينا مكتبًا بأربعة مقاعد، ولكن يوجد الآن أكثر من أربعة أشخاص بحاجة للجلوس فيه. ما العمل؟ لا يمكن إبعادهم، لذا لا بد من حشرهم في مكان واحد. هذا الحشر يسبب عدم الراحة للجميع. لذلك، يتميز المارتنسيت، نسبيًا، بقوة وصلابة عاليتين. إنه بنية متصلبة. عند تبريد الوصلة الملحومة بسرعة، من المحتمل ظهور تشققات التصلب بالتبريد السريع. بالطبع، يوجد المارتنسيت بأنواع عديدة، مثل المارتنسيت الصفائحي، والمارتنسيت التوأمي، والمارتنسيت الصفيحي. لكل نوع من أنواع المارتنسيت خصائص مختلفة.
بشكل عام، تُعدّ أنواع الفولاذ متوسطة وعالية الكربون، بالإضافة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، الأكثر عرضةً للتشقق الناتج عن التبريد السريع. لذا، عند لحام هذه المواد، يجب الانتباه إلى احتمالية حدوث التشقق.
النوع الثالث من التشققات الباردة هو تشققات انخفاض المطيلية. يحدث هذا عندما يتجاوز إجهاد الانكماش عند درجات الحرارة المنخفضة حد اللدونة الخاص بالمادة.
على سبيل المثال، الحديد الزهر. وكما هو معروف، فإن إصلاح الحديد الزهر باللحام أمر بالغ الصعوبة. لماذا؟ لأن الحديد الزهر مادة شديدة الصلابة، وكلما زادت صلابة المادة، زادت صعوبة لحامها، وزادت احتمالية حدوث تشققات ناتجة عن انخفاض مطيليتها. لذلك، عند لحام الحديد الزهر، من الضروري اختيار قضيب أو سلك لحام مناسب؛ وإلا فمن المرجح جدًا حدوث تشققات ناتجة عن انخفاض مطيليتها.
هذا كل ما في هذه الحلقة. في الحلقة القادمة، سنتناول عيبًا خطيرًا آخر في اللحام: التشققات الساخنة.