أسباب تشقق اللحام في الستانلس ستيل الأوستنيتي وطرق تجنبها

ما الذي يسبب التشقق الساخن في الأوستنيتي؟

يُعد التشقق الساخن أكثر أنواع التشقق شيوعًا في الفولاذ الأوستنيتي أثناء التبريد من درجة التصلب. يحدث عندما تبقى طبقة رقيقة من المعدن السائل بين حبيبات البلورات، فتنفصل تحت تأثير الانكماش. ويزيد الأمر سوءًا وجود الكبريت والفسفور والسيليكون بنسب مرتفعة، لأنها تكوّن أطوارًا منخفضة الانصهار عند حدود الحبيبات.

لذلك يبدأ مهندس الجودة بمراجعة شهادة المادة الأساسية ومادة الحشو قبل أي تحليل آخر.

دور التركيب الكيميائي ونسبة الفريت

يعتمد مقاومة الستانلس الأوستنيتي للتشقق على وجود نسبة مناسبة من الفريت في المعدن الملحوم، فالفريت الصغير الكمية يساعد على امتصاص الشوائب ومنع تجمعها على حدود الحبيبات. أما الأوستنيت الكامل فيكون أكثر عرضة للتشقق في بعض الظروف.

• التأكد من توافق مادة الحشو مع المعدن الأساسي.
• مراعاة نسبة الكروم والنيكل وفق مخطط الشفلر أو ما يعادله.
• تجنب مواد الحشو الخارجة عن المواصفة المعتمدة.

التحكم بحرارة الدخل وسرعة التبريد

الحرارة الزائدة أثناء اللحام تُبقي المعدن الملحوم ساخنًا لفترة أطول، فتتسع منطقة الحبيبات المتضخمة وتضعف الوصلة. كما أن الانتقال المفاجئ من الحرارة العالية إلى الباردة يولّد إجهادات تزيد من احتمال التشقق.

يُنصح بضبط تيار اللحام وسرعة التقدم بما يحقق حوض لحام صغيرًا، مع الالتزام بحدود حرارة الدخل المحددة في إجراء اللحام المعتمد. كما يساعد التبريد المتحكم فيه على تحسين النتيجة النهائية.

التقييد والتصميم الهندسي للوصلة

تتمدد قطع الستانلس وتنكمش بدرجة أكبر من الفولاذ الكربوني، لذلك فإن التقييد الشديد للقطعة يحوّل الانكماش إلى إجهاد داخلي يتركز في الوصلة. ويظهر هذا عادة في الأشكال المغلقة والوصلات الكثيفة وكثرة نقاط التثبيت.

من الأفضل مراجعة تصميم الوصلة ومسار اللحام مع المهندس، وترك مسافة معقولة للحركة، وتقليل عدد اللحامات المتقاطعة في نقطة واحدة قدر الإمكان.

التنظيف والتحضير قبل اللحام

الزيوت والشحوم والأوساخ والطلاء على سطح المعدن قد تُدخل الكربون والشوائب إلى حوض اللحام، وهذا يرفع احتمال التشقق ويضعف مقاومة التآكل. لذلك يُعد التحضير الجيد خطوة لا يمكن تجاوزها.

• تنظيف الوصلة بمذيب مناسب وإزالة أكاسيد اللحام السابقة.
• استخدام فرشاة من الستانلس مخصصة لهذا الغرض فقط.
• حماية المعدن من التلوث بالحديد أثناء التداول.

الفحص بعد اللحام وإجراءات التصحيح

يكشف الفحص البصري وحده عادة عن التشققات السطحية، أما الشقوق الداخلية فتحتاج إلى اختبارات غير إتلافية مناسبة للمادة والتطبيق، مثل فحص الاختراق السائل أو الفحص بالموجات فوق الصوتية وفق ما تحدده المواصفة المعتمدة.

عند اكتشاف تشقق يجب إزالة العيب كاملًا قبل إعادة اللحام، وتسجيل الحادثة لتحليل سببها ومنع تكرارها في الدفعات القادمة.

أسئلة شائعة

هل يحدث تشقق اللحام في جميع أنواع الستانلس ستيل؟

يكثر حدوثه في بعض الدرجات الأوستنيتية تحت ظروف معينة، لكنه يمكن تقليله بشكل كبير باختيار المادة والإجراء المناسبين. لا يُعد الخطر ثابتًا في كل الحالات.

ما الفرق بين التشقق الساخن والتشقق البارد؟

يحدث التشقق الساخن أثناء التصلب والتبريد من درجات الحرارة العالية، بينما يظهر التشقق البارد بعد أن يبرد المعدن تمامًا. ولكل نوع أسبابه وطرق علاجه المختلفة.

هل تكفي التعديلات في سرعة اللحام لمنع التشقق؟

السرعة وحدها لا تكفي عادة، إذ يجب الجمع بين مادة الحشو المناسبة والتنظيف الجيد وتصميم الوصلة الصحيح. التعديل المتكامل هو الحل الأفضل.

متى يجب استشارة مهندس مختص؟

يجب الرجوع إلى مهندس مختص عند تكرار التشقق أو عند العمل في قطع تحمل أحمالًا كبيرة أو معرضة لظروف بيئية قاسية. فالتقييم الهندسي يحدد الإجراء الأنسب لكل حالة.

أخطاء شائعة يجب تجنبها

أكثر الأخطاء شيوعًا هو استخدام مادة حشو غير متوافقة مع المعدن الأساسي، وإهمال تنظيف الوصلة قبل اللحام. كما أن تقييد القطعة بقوة أثناء التثبيت يُعد سببًا خفيًا للتشقق يُغفل عنه كثيرًا.

توصيتنا

وثّق إجراء اللحام ومادة الحشو وحرارة الدخل لكل دفعة، وراجع تصميم الوصلات مع المهندس قبل بدء الإنتاج. هذا يقلل المفاجآت ويسهّل تتبع أي مشكلة لاحقًا.

خلاصة

يتسبب تشقق اللحام في الستانلس الأوستنيتي غالبًا بالشوائب والحرارة الزائدة والتقييد الشديد، ويمكن الوقاية منه بالتحكم في هذه العوامل الثلاثة.

أدلة ذات صلة

• معايير قياس التشطيب السطحي رقم 4 وحزام الشعر في الستانلس ستيل
• كيف يتم لحام الستانلس ستيل بالأرغون دون ظهور تغير لوني
• تأثير درجة الحرارة على تمدد الستانلس ستيل في المداخل المعدنية الكبيرة
• سماكة الصفيحة المناسبة لصنع حوض مطبخ ستانلس ستيل بعمق 20 سم
• كيفية حساب وزن صفيحة ستانلس ستيل حسب الأبعاد والسماكة
• الفرق بين التلميع المصقول والتلميع الساتان في الستانلس ستيل
• جميع الطرازات في هذه الفئة