مقدمة: 4 معلمات العملية الرئيسية: 1. درجة الحرارة؛ 2. الضغط. 3. وقت الانتشار. 4. الجو الوقائي.
1. درجة الحرارة
- درجة الحرارة هي المعلمة الحاكمة في لحام الانتشار. حديثمعدات اللحام الانتشاريلذلك تم تصميمه بأنظمة تسخين دقيقة لضمان الانتشار الذري الأمثل دون الإضرار بالمادة الأساسية. تؤثر التغيرات الطفيفة في درجات الحرارة بشكل كبير على معدلات الانتشار. وفي حدود معقولة، تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع عملية الانتشار وتحسين قوة المفاصل. ولذلك، ينبغي اختيار درجات حرارة أعلى كلما أمكن ذلك.
- ومع ذلك، تكون درجة حرارة التسخين محدودة بسبب قوة درجة الحرارة العالية-لقطع العمل والتركيبات، بالإضافة إلى الخصائص المعدنية مثل تحويل مرحلة المادة وإعادة البلورة. عندما تتجاوز درجة الحرارة قيمة معينة، يصبح تحسين جودة المفاصل محدودًا وقد يتدهور.
- بالنسبة لمعظم المعادن والسبائك، تتراوح درجة حرارة اللحام بالانتشار من 0.6 إلى 0.8 مرة نقطة انصهار المادة الأساسية (Tm، الوحدة K). بالنسبة لحام الانتشار الذي يتضمن مراحل سائلة، يجب أن تكون درجة حرارة التسخين أعلى قليلاً من نقطة انصهار مادة الطبقة المتوسطة أو درجة حرارة التفاعل سهل الانصهار، مع التبريد المناسب اللاحق أثناء مراحل التصلب والتجانس متساوي الحرارة. إذا كانت آلات لحام نشر البوليمر مجهزة بمقاييس حرارة تعمل بالأشعة تحت الحمراء، فإنها تسهل التحكم الدقيق في درجة الحرارة.
2. الضغط
- عندما تظل المعلمات الأخرى ثابتة، فإن الضغط العالي يؤدي إلى تكوين وصلات عالية الجودة-. الحد الأعلى للضغط مقيد بقيود تشوه قطعة العمل وسعة حمولة المعدات. بالنسبة لحام نشر المعدن المتباين، يساعد الضغط العالي على تقليل أو تجنب فراغات الانتشار.
- يتراوح ضغط اللحام المنتشر التقليدي من 0.5 إلى 50 ميجا باسكال (باستثناء الضغط المتساوي الضغط الساخن). يمكن استخدام الضغوط المنخفضة في لحام نشر الطور السائل؛ ومع ذلك، قد يتسبب الضغط المفرط في ضغط المعدن السائل، مما يؤدي إلى مشكلات في التحكم في التركيب.
- نظرًا لأن ضغط الانتشار يكون له تأثير أقل أثناء مراحل النشر اللاحقة، فإن لحام الانتشار بالحالة الصلبة- يمكن أن يقلل الضغط في المراحل اللاحقة لتقليل تشوه قطعة العمل.
3. وقت الانتشار
- يشير وقت الانتشار إلى المدة التي يتم فيها الحفاظ على قطع العمل عند درجة حرارة اللحام، والتي يجب أن تضمن اكتمال عملية الانتشار بالكامل لتحقيق قوة المفصل المطلوبة. الوقت غير الكافي يمنع قوة المفصل من الوصول بشكل ثابت إلى مستويات المواد الأساسية.
- توفر فترات الحرارة العالية-الشديدة والضغط العالي-الطويلة للغاية تحسنًا محدودًا في جودة المفاصل وقد تؤدي بدلاً من ذلك إلى خشونة حبيبات المادة الأساسية. بالنسبة للمفاصل المعرضة لتكوين مركبات بين معدنية هشة، يجب التحكم في وقت الانتشار للحد من سماكة الطبقة الهشة وضمان أداء المفصل.
- وقت الانتشار ليس متغيرًا مستقلاً ولكنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة والضغط: درجات الحرارة المرتفعة أو الضغوط الأكبر تتطلب أوقاتًا أقصر.
- بالنسبة لحام الانتشار مع الطبقات المتوسطة، يعتمد وقت اللحام على سمك الطبقة المتوسطة ومتطلبات توحيد هيكل المفصل (بما في ذلك محتوى الطور الهش المسموح به). في التطبيقات العملية، يمكن أن يتراوح وقت اللحام من عدة دقائق إلى عدة ساعات، اعتمادًا على مجموعة معلمات العملية.
4. الجو الوقائي
- تؤثر النقاء ومعدل التدفق ومستوى الضغط أو الفراغ ومعدل تسرب الغلاف الجوي الوقائي بشكل مباشر على جودة المفصل. الغاز الوقائي الشائع الاستخدام هو الأرجون، بمستويات فراغ نموذجية تبلغ (1-20)×10⁻³ Pa. يمكن لبعض المواد أيضًا استخدام النيتروجين أو الهيدروجين أو الهيليوم عالي النقاء.
- في عمليات تشكيل اللدنة الفائقة واللحام بالانتشار، غالبًا ما يستخدم الضغط السلبي للأرجون (فراغ منخفض) لحماية الأسطح المعدنية. بالنسبة للمواد التي تمر بمرحلة تحول أثناء التبريد والمواد الهشة مثل السيراميك، يجب التحكم في معدلات التسخين والتبريد.
- في لحام الانتشار سهل الانصهار، يمكن أن تؤدي معدلات التسخين البطيئة للغاية إلى تغيرات في تكوين سطح التلامس بسبب الانتشار، مما يؤثر على فعالية الذوبان سهل الانصهار.
خاتمة
يتطلب إتقان معلمات اللحام بالانتشار فهم التأثيرات الفردية وتفاعلاتها المعقدة. من خلال التحسين المتحكم فيه لدرجة الحرارة والضغط والوقت والغلاف الجوي، يمكن للمصنعين إنتاج وصلات ذات خواص ميكانيكية تقترب من قدرات المواد الأساسية. مثلمعدات اللحام الانتشاري أصبح تطبيق المعايير القوية والمحسنة أكثر تعقيدًا على نحو متزايد، مما أدى إلى توسيع إمكانيات التطبيق عبر قطاعات الطيران والطاقة والتصنيع المتقدم.
