العلاقة بين سرعة اللحام وجودة اللحام

ينبغي فهم العلاقة بين سرعة اللحام وجودة اللحام فهماً جدلياً، ولا ينبغي إغفال أي منهما. ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في مرحلتي التسخين والتبلور.

1. مرحلة التسخين

في ظروف تشغيل أنابيب اللحام المستقيم عالية التردد، تُسخّن حافة الأنبوب الخام من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة اللحام. خلال هذه الفترة، تكون حافة الأنبوب الخام مكشوفة تمامًا للهواء دون أي حماية. يؤدي هذا حتمًا إلى تفاعلات شديدة مع الأكسجين والنيتروجين ومواد أخرى في الهواء، مما يزيد بشكل ملحوظ من النيتروجين والأكاسيد في خط اللحام. وقد قُيس أن محتوى النيتروجين في خط اللحام يزداد من 20 إلى 45 ضعفًا نتيجة لذلك، بينما يزداد محتوى الأكسجين من 7 إلى 35 ضعفًا. في الوقت نفسه، تحترق وتتبخر كمية كبيرة من عناصر السبائك، مثل المنغنيز والكربون، المفيدة لخط اللحام، مما يؤدي إلى انخفاض الخواص الميكانيكية لخط اللحام. من هذا المنطلق، يتضح أنه كلما انخفضت سرعة اللحام، انخفضت جودة خط اللحام.

ليس هذا فحسب، بل كلما طالت مدة تعرض حافة الأنبوب الخام المسخن للهواء، أي كلما انخفضت سرعة اللحام، زادت كمية الأكاسيد غير المعدنية المتكونة في الطبقات العميقة. يصعب إخراج هذه الأكاسيد غير المعدنية العميقة بالكامل من خط اللحام أثناء عملية التبلور اللاحقة. بعد التبلور، تبقى هذه الأكاسيد في خط اللحام على شكل شوائب غير معدنية، مكونةً سطحًا هشًا. يؤدي ذلك إلى تدمير تماسك البنية المجهرية للحام وتقليل قوته. أما عند زيادة سرعة اللحام، فيقل زمن الأكسدة، وتقل كمية الأكاسيد غير المعدنية المتكونة، والتي تقتصر على الطبقة السطحية، مما يسهل إخراجها من خط اللحام أثناء عملية التبلور اللاحقة. كما لا يتبقى أي فائض من الأكاسيد غير المعدنية في خط اللحام، مما يزيد من قوة خط اللحام.

2. مرحلة التبلور

وفقًا لمبادئ علم المعادن، يتطلب الحصول على لحامات عالية القوة تحسين بنية حبيبات اللحام المجهرية قدر الإمكان. ويتمثل النهج الأساسي للتحسين في تكوين عدد كافٍ من النوى البلورية في فترة زمنية قصيرة، بحيث تتلامس هذه النوى قبل أن تنمو بشكل ملحوظ وتنتهي عملية التبلور. ويتطلب ذلك زيادة سرعة اللحام لإخراج خط اللحام بسرعة من منطقة التسخين، مما يسمح له بالتبلور بسرعة عند درجة تبريد فائقة. فعندما تزداد درجة التبريد الفائقة، يرتفع معدل تكوين النوى بشكل ملحوظ، بينما يقل معدل النمو، وبالتالي يتحقق هدف تحسين بنية حبيبات اللحام.

لذلك، سواء نظرنا إلى الأمر من مرحلة التسخين في عملية اللحام أو التبريد بعد اللحام، وبافتراض استيفاء شروط اللحام الأساسية، كلما زادت سرعة اللحام، كانت جودة خط اللحام أفضل.

مافنماكينة لحام ليزرية روبوتيةهو ليزر ألياف يجمع بين شعاع ليزر عالي الطاقة وليزر روبوتي كمنصة متحركة للحام. يمكن لحام أي مسار مكاني. يمكن برمجة آلة اللحام بالليزر متعددة الأغراض للحام الأجزاء التي يصعب الوصول إليها باستخدام آلات اللحام بالليزر العادية، مما يوفر أقصى قدر من المرونة في اللحام. يمكن تقسيم شعاع الليزر زمنيًا وطاقيًا، مما يتيح المعالجة المتزامنة لأشعة متعددة وتحسين إنتاجية اللحام.