ما هي المعالجة الحرارية لما بعد اللحام؟

تقلل المعالجة الحرارية لما بعد اللحام (PWHT)، والتي يشار إليها بشكل أكثر شيوعًا بالاختصار، من الضغوط المتبقية الناتجة أثناء اللحام وتعيد توزيعها. تُعد المعالجة الحرارية لما بعد اللحام (PWHT) خطوة أساسية في إعداد المواد للاستخدام مدى الحياة في ظل ظروف التحميل الصعبة.

يمكن أيضًا أن يمنع التقصف الهيدروجيني، وهو أحد المصادر الرئيسية للتشقق الإجهادي في الهياكل الفولاذية الملحومة.

التلدين

يُستخدم التلدين لتحسين الخواص الفيزيائية لمناطق اللحام المتأثرة بالحرارة (HAZs). أثناء اللحام، يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة أثناء اللحام في ترسيب مكونات سبائك الصلب مثل الكربون إلى رواسب تصبح هشة أو عرضة للتآكل؛ يقلل التلدين من هذه التأثيرات، مما يعيد مادة HAZ إلى خصائصها الأصلية وبالتالي يوفر خصائص فيزيائية محسنة حول منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة.

غالبًا ما يُستخدم التلدين لعكس آثار تصلب الشغل الذي قد يحدث أثناء عمليات التشكيل على البارد مثل درفلة المعادن وتشكيلها وثنيها. تجعل عملية التلدين المعدن أكثر ليونة بحيث يمكن تشكيله دون تشقق تحت الضغط.

ينطوي التلدين على تسخين المعدن إلى درجة حرارة محددة لفترة طويلة، وتثبيته على هذه الدرجة حتى يتباطأ معدل تبريده، ثم تبريده ببطء مرة أخرى. وعلى غرار التلدين، يمكن أن يؤدي التطبيع إلى زيادة الليونة مع تقليل الصلابة في نفس الوقت؛ ولكن على عكس التلدين، يظل تركيبه غير متغير بهذه الطريقة في المعالجة الحرارية. يمكن تحسين كلتا الطريقتين لتخفيف الإجهاد من خلال اختيار درجات الحرارة المناسبة، واستخدام المعدات/المرافق المناسبة ومراقبة درجات الحرارة/معدلات التبريد مع تنفيذ ضوابط الجودة وممارسات ضمان الجودة.

التطبيع

التطبيع عبارة عن تعديل تقريبي وأساسي للبنية الذرية/البلورية للمعدن لتعزيز خواصه الميكانيكية، وإزالة الضغوط الداخلية والتراكيب الحبيبية غير المنتظمة الناجمة عن الشغل على البارد أو العمليات الأخرى، مما يجعل المعدن أكثر قابلية للتشكيل والتشغيل الآلي وقادرًا على تحمل ضغوط الشد أثناء الاستخدام.

تستلزم المعالجة الحرارية لمصنوعات الفولاذ عمومًا رفع درجة حرارته أعلى بقليل من درجة الحرارة الحرجة العليا (والتي تختلف حسب نوع المعدن وتركيبته) قبل نقعه في درجة الحرارة القصوى هذه لمدة زمنية تعتمد على حجم وسمك المقطع الذي تتم معالجته - عادةً ساعة واحدة لكل بوصة من سمك المقطع العرضي.

أما التطبيع الهوائي، وهو شكل آخر من أشكال هذه العملية، فيتخذ نفس خطوات التطبيع الكامل ولكنه يسمح بتبريد المادة ببطء في الهواء الساكن بدلاً من تبريدها على الفور، مما ينتج صلابة أكبر وبنية حبيبية أدق مما يمكن تحقيقه من خلال التبريد السريع.

التسخين المسبق

يعد التسخين المسبق خطوة حاسمة تقلل من مخاطر الفشل أثناء اللحام وتساعد على تجنب إعادة العمل المكلفة. من خلال إبطاء معدل تبريد اللحامات وتقوية هيكلها ضد التشقق، يقلل التسخين المسبق من المخاطر مع تقليل وجود الهيدروجين بعد اللحام في الوقت نفسه.

عادةً ما تحدد الرموز ومواصفات إجراءات اللحام ما إذا كان التسخين المسبق مطلوبًا وتوصي بدرجة حرارة التسخين المسبق المطلوبة. وبصفة عامة، تتطلب المواد السميكة أو تلك التي تحتوي على معادلات كربون عالية درجات حرارة تسخين أعلى من المواد الرقيقة.

هناك طرق مختلفة لإجراء التسخين المسبق، مثل التسخين بالشعلة أو التسخين بالمقاومة أو الفرن. لكل طريقة مزاياها وعيوبها. عند اختيار الطريقة المناسبة لمشروعك، استشر متخصصًا عند اختيار الطريقة المناسبة لمشروعك. قد يؤدي اختيار تقنية غير صحيحة إلى حدوث صدمة حرارية أو عيوب في اللحام أو تلف المواد التي تتطلب معالجة حرارية بعد اللحام - وهذا ليس مثاليًا.

التجفيف

يعمل اللحام على تحويل المعادن إلى هياكل متينة، ومع ذلك يمكن أن تؤدي حرارته الشديدة أيضًا إلى حدوث ضغوط داخلية وتشوهات هيكلية خفية يمكن أن تؤدي في النهاية إلى إضعاف مكوناتك بمرور الوقت إذا لم يتم معالجتها. يمكن أن يساعد إجراء المعالجة الحرارية الفائقة بعد مشروع اللحام في معالجة هذه المخاوف وضمان أن تلبي الأجزاء الخاصة بك معايير الصناعة أو تتفوق عليها.

إن تخفيف الإجهاد هو معالجة حرارية شائعة بعد اللحام تُستخدم في تصنيع الفولاذ، وتتضمن تسخين المعدن إلى درجات حرارة محددة والاحتفاظ به لفترة زمنية محددة لتحرير الضغوط الداخلية بالتساوي في جميع أنحاءه وتقليل خطر الكسر الهش وتحسين تحمل التشويه أثناء التشغيل الآلي والخدمة. وقد أثبتت هذه العملية أنها لا تقدر بثمن.

يمكن أن يساعد التلدين بالمحلول للفولاذ المقاوم للصدأ على استعادة مقاومته للتآكل وإزالة كربيدات الكروم التي تتشكل أثناء اللحام، وبالتالي تلبية المواصفات الصناعية الصارمة أو تجاوزها وتحمل الظروف القاسية. ولتحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة خلال هذه العملية، قد تكون هناك حاجة إلى معدات ومرافق متطورة من أجل تحقيق معدلات تسخين وفترة نقع وتبريد تلبي التوقعات أو تفوقها.