ما هي المنطقة المتضررة من حرارة اللحام؟

ال منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة هي المنطقة التي يخضع فيها المعدن الأساسي الصلب على جانبي اللحام لتغيرات واضحة في البنية والخصائص تحت تأثير دورة حرارة اللحام، والتي تسمى منطقة اللحام المتأثرة بحرارة اللحام.الوصلة الملحومة هي عملية لحام تتكون من ثلاثة أجزاء: خط اللحام ومنطقة الانصهار والمنطقة المتأثرة بالحرارة.

1. التعريف

تحت تأثير مصدر حرارة عالي الحرارة أثناء اللحام بالصهر، تسمى المنطقة التي يتغير فيها الهيكل والخصائص ضمن نطاق معين بالقرب من جانبي اللحام 'منطقة التأثير الحراري'، أو 'منطقة اللحام القريبة' ' (بالقرب من منطقة اللحام).).تتكون الوصلة الملحومة بشكل أساسي من جزأين، خط اللحام ومنطقة الظل الساخن، وهناك منطقة انتقالية بينهما، تسمى منطقة الانصهار.لذلك، من أجل ضمان جودة الوصلات الملحومة، من الضروري جعل هيكل وخصائص اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة تلبي المتطلبات في نفس الوقت.مع الاستخدام المستمر لمختلف أنواع الفولاذ عالي القوة والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة وبعض المواد الخاصة في الإنتاج، أصبحت المشاكل الموجودة في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة أكثر تعقيدًا وأصبحت المنطقة الضعيفة للوصلات الملحومة.ولذلك، أولى الباحثون في العديد من البلدان اهتماما كبيرا لمنطقة اللحام المتأثرة بحرارة اللحام.

ويختلف مدى المناطق المتضررة من الحرائق اعتمادًا على المدخلات الحرارية لعملية اللحام، والتوصيل الحراري للمادة، ومعدل التبريد.عادةً ما يؤدي ارتفاع مدخلات الحرارة أو معدلات التبريد الأبطأ إلى منطقة منطقة خطرة أكبر.

2. توزيع الأنسجة

وفقًا لخصائص المعالجة الحرارية للصلب، ينقسم فولاذ اللحام إلى فئتين، إحداهما هي الفولاذ ذو ميل التبريد الصغير، مثل الفولاذ منخفض الكربون وبعض الفولاذ منخفض السبائك، والذي يسمى فولاذ التبريد الصلب؛والآخر هو ميل التصلب.تسمى درجات الفولاذ الأكبر حجمًا، مثل الفولاذ متوسط ​​الكربون، والفولاذ المروي المنخفض والمتوسط، وسبائك الفولاذ المقسى، وما إلى ذلك، بالفولاذ المروي بسهولة.نظرًا لاختلاف ميل التبريد، يختلف أيضًا هيكل منطقة اللحام المتأثرة بحرارة النوعين من الفولاذ.

3. الأداء

إن توزيع البنية المجهرية لمنطقة اللحام المتأثرة بالحرارة غير منتظم، وبالتالي فإن الأداء أيضًا غير منتظم.تختلف منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة عن خط اللحام، ويمكن لخط اللحام تلبية متطلبات الأداء عن طريق ضبط التركيب الكيميائي ومطابقة عملية اللحام المناسبة.لا يمكن تعديل أداء المنطقة المتأثرة بالحرارة من حيث التركيب، وهي مشكلة عدم انتظام تحدث تحت تأثير دورات اللحام الحرارية.بالنسبة للهياكل الملحومة العامة، يتم النظر بشكل أساسي في تصلب المنطقة المتأثرة بالحرارة وهشاشتها وتشديدها وتليينها، فضلاً عن الخواص الميكانيكية الشاملة ومقاومة التآكل وخصائص التعب، والتي يتم تحديدها وفقًا لمتطلبات الاستخدام المحددة للهيكل الملحوم.

تصلب

تعتمد صلابة منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة بشكل أساسي على التركيب الكيميائي وظروف التبريد للصلب المراد لحامه، وجوهرها هو عكس أداء الهياكل المعدنية المختلفة.نظرًا لأن اختبار الصلابة أكثر ملاءمة، غالبًا ما يتم استخدام أعلى صلابة HMAX للمنطقة المتأثرة بالحرارة للحكم على أداء المنطقة المتأثرة بالحرارة، والتي يمكن أن تتنبأ بشكل غير مباشر بالصلابة والهشاشة ومقاومة الشقوق للمنطقة المتأثرة بالحرارة.في المشروع، تم استخدام HMAX للمنطقة المتأثرة بالحرارة كمؤشر مهم لتقييم قابلية اللحام.تجدر الإشارة إلى أنه حتى نفس الهيكل له صلابة مختلفة، وهو ما يرتبط بمحتوى الكربون في الفولاذ وتركيبة السبائك.على سبيل المثال، يمكن أن تصل صلابة المارتينسيت عالي الكربون إلى 600HV، في حين أن صلابة المارتينسيت منخفض الكربون هي 350-390HV فقط.

التقصف

غالبًا ما يكون تقصف المنطقة الملحومة المتأثرة بالحرارة هو السبب الرئيسي للتشقق والفشل الهش للمفاصل الملحومة.تقيس الهشاشة والمتانة قدرة المادة على مقاومة الكسر تحت تأثير الأحمال، وهي انعكاس شامل لقوة المادة واللدونة.كلما زادت هشاشة المادة، انخفضت صلابة المادة وضعف القدرة على مقاومة أحمال الصدمات.لأن توزيع البنية المجهرية على المنطقة المتضررة بالحرارة ليس موحدا، وحتى في بعض الأجزاء، تكون القوة أقل بكثير من قوة المعدن الأساسي، أي يحدث تقصف خطير، بحيث تصبح منطقة اللحام المتضررة بالحرارة ضعيفة نقطة المفصل كله.جزء.لذلك، تتم دراسة تقصف منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة، وتتضمن ظاهرة التقصف بشكل أساسي آليات التقصف مثل تقصف الحبوب الخشنة، وتقصف البنية الدقيقة، وتقصف الشيخوخة الناتج عن الإجهاد الحراري، وذلك لتحسين صلابتها وتحسين الخواص الميكانيكية للحام. المفصل بأكمله.

تشديد

تعتبر منطقة اللحام المتأثرة بحرارة اللحام، وخاصة منطقة الانصهار ومنطقة الحبيبات الخشنة، هي المناطق الضعيفة في الوصلة الملحومة بأكملها.ولذلك، ينبغي اتخاذ تدابير لتحسين صلابة منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة.ومع ذلك، لا يمكن تعديل صلابة منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة وتحسينها عن طريق إضافة عناصر السبائك النزرة مثل اللحام.إنها متأصلة في المادة نفسها، لذلك لا يمكن تحسينها إلا ضمن نطاق معين من خلال تحسين صلابة المادة نفسها وبعض التدابير التكنولوجية.يتم تحسينها داخل.وفقًا للبحث، فإن تقوية منطقة اللحام المتأثرة بحرارة اللحام يمكن أن تعتمد الإجراءين التاليين.

تليين

عادةً ما يكون للمعادن أو السبائك المقواة بالعمل البارد أو المعالجة الحرارية درجات مختلفة من فقدان القوة في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة.تليين أو فقدان القوة في المنطقة المتضررة من الحرارة.يحدث تليين المعادن أو السبائك المقوية بالعمل البارد عن طريق إعادة البلورة.إن التخفيف أو فقدان القوة في المنطقة المتأثرة بالحرارة له تأثير ضئيل نسبيًا على الخواص الميكانيكية للمفاصل الملحومة، ولكن ليس من السهل التحكم فيها.

4. التأثيرات على خصائص المواد

● القوة والصلابة: يمكن أن يكون لدى HAZ مستويات مختلفة من الصلابة والقوة مقارنة بالمعدن الأساسي.عادة، تتعرض المناطق الأقرب إلى اللحام لدرجات حرارة أعلى وقد تصبح أكثر صلابة وهشاشة، خاصة في الفولاذ عالي الكربون.

● المتانة: يمكن تقليل صلابة المناطق المتضررة بسبب تكوين هياكل مجهرية أكثر صلابة وهشاشة.وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في التطبيقات التي تكون فيها مقاومة الصدمات مهمة.

● مقاومة التآكل: في بعض المواد، مثل بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن أن تسبب الحرارة تغيرات تؤثر على مقاومة التآكل، مثل ترسيب الكربيدات عند حدود الحبوب.

5. الأهمية والسيطرة

السلامة الهيكلية:

يعد فهم منطقة HAZ والتحكم فيها أمرًا ضروريًا لضمان السلامة الهيكلية للمكونات الملحومة، خاصة في التطبيقات المهمة مثل هندسة الطيران والسيارات والهندسة الإنشائية.

تحسين معلمة اللحام:

①إدخال الحرارة: يمكن أن يساعد خفض مدخلات الحرارة عن طريق ضبط الجهد والتيار وسرعة اللحام في تقليل حجم المنطقة المتضررة.يؤدي انخفاض مدخلات الحرارة إلى معدلات تبريد أسرع ووقت أقل للتغيرات الهيكلية الدقيقة الضارة.

②درجة الحرارة البينية: التحكم في درجة الحرارة البينية (درجة الحرارة بين كل ممر لحام) يمكن أن يؤثر على البنية الدقيقة لمنطقة HAZ، مما يحسن خصائص مثل المتانة.

التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT):

①التسخين المسبق: يمكن أن يؤدي تطبيق الحرارة على المادة قبل اللحام إلى تقليل معدل التبريد، مما يقلل من خطر تكوين هياكل مجهرية غير مرغوب فيها مثل المارتينسيت في الفولاذ.كما أنه يساعد في تقليل الضغوط المتبقية.

②PWHT: يمكن أن يساعد تطبيق الحرارة بعد اللحام في تخفيف الهياكل المجهرية الصلبة المتكونة في المناطق المتضررة من الحرائق، وبالتالي تحسين المتانة وتقليل الضغوط المتبقية.