هل تساءلت يومًا كيف يمكن للجزيئات الصغيرة أن تصنع أجهزتك الإلكترونية أو تحطمها؟ في هذه المقالة، نستكشف العالم الرائع لتدفق اللحام، البطل المجهول في اللحام واللحام. تعرّف على كيفية ضمان هذه المادة المهمة للحامات القوية والنظيفة وما تعنيه لجودة أجهزتك الإلكترونية. استعد للغوص في العلم وراء التوصيلات السلسة!
تدفق اللحام هو مادة مساعدة حاسمة في عملية اللحام، وتتكون في المقام الأول من مركبات كيميائية معقدة مصممة لتعزيز جودة اللحام وحماية حوض اللحام. عند تسخينها أثناء اللحام، تذوب هذه المادة الحبيبية لتكوين خبث واقي وغازات واقية تلعب دورًا حيويًا في المعالجة المعدنية وسلامة اللحام.
تختلف تركيبة تدفق اللحام اعتمادًا على تطبيق اللحام المحدد، ولكنها تتضمن عادةً خليطًا من المعادن والسيليكات والكربونات والفلوريدات ومزيلات الأكسدة. في بعض التطبيقات، مثل تجميع الإلكترونيات، قد يحتوي التدفق على الصنوبري أو مركبات عضوية أخرى. ويخدم هذا المزيج المصمم بعناية وظائف متعددة بالغة الأهمية:
تؤثر جودة التدفق وتكوينه بشكل مباشر على سلامة اللحام ومقاومة التآكل والأداء العام للمنتج. في التجميع الإلكتروني، حيث تكون الدقة والنظافة أمرًا بالغ الأهمية، غالبًا ما يتم استخدام تدفقات متخصصة منخفضة الرواسب أو غير نظيفة لتقليل متطلبات التنظيف بعد اللحام مع ضمان وصلات لحام عالية الجودة.
يعد الاختيار والتطبيق المناسبين لتدفق اللحام المصمم خصيصًا للمواد الأساسية المحددة وعملية اللحام ومتطلبات الاستخدام النهائي أمرًا ضروريًا لتحقيق جودة اللحام المثلى وتلبية معايير الصناعة الصارمة.
يتكون تدفق اللحام من خليط من المعادن، بما في ذلك الرخام والكوارتز والفلوريت وغيرها، بالإضافة إلى مواد كيميائية مثل تيتانيوم ثاني أكسيد الكربون والسليلوز.
يتمثل التطبيق الأساسي لتدفق اللحام في اللحام بالقوس المغمور واللحام بالخبث الكهربائي.
قراءة ذات صلة: أنواع اللحام
في العقود القليلة الماضية، في عملية اللحام لإنتاج المنتجات الإلكترونية، غالبًا ما يتم استخدام تدفق راتنج الصنوبري المكون أساسًا من الصنوبري والراتنج والمنشطات المحتوية على الهاليد والمواد المضافة والمذيبات العضوية.
على الرغم من أن هذا النوع من التدفق يتميز بقابلية لحام جيدة وتكلفة منخفضة، إلا أنه يحتوي على مخلفات عالية بعد اللحام. وتحتوي هذه البقايا على أيونات الهاليد التي تسبب مشاكل تدريجية مثل انخفاض أداء العزل الكهربائي والدوائر القصيرة.
ولحل هذه المشكلة، من الضروري تنظيف بقايا تدفق راتنج الصنوبري على اللوحة الإلكترونية المطبوعة، الأمر الذي لا يزيد من تكاليف الإنتاج فحسب، بل إن المذيب المستخدم لتنظيف بقايا تدفق راتنج الصنوبري هو في الأساس مركبات الفلوروكلورو المفلور. هذا المركب هو مادة تستنفد طبقة الأوزون في الغلاف الجوي وهو محظور حاليًا وتم التخلص التدريجي منه.
ومع ذلك، ولأسباب مختلفة، لا تزال العديد من الشركات تستخدم عملية اللحام بتدفق راتنج الصنوبري ثم التنظيف باستخدام منظف الفلوروكلورين، والتي تتميز بكفاءة منخفضة وتكلفة عالية، وتسبب تلوثًا بيئيًا خطيرًا.
يتكون التدفق غير النظيف، الذي يستخدم أكثر في السوق وهو من درجة أعلى، من: مذيبات عضوية، وراتنجات طبيعية ومشتقاتها، وراتنجات اصطناعية خافضة للتوتر السطحي من الراتنج، ومنشطات حمض عضوي، وعوامل مضادة للتآكل، ومذيبات مشتركة، وعوامل تشكيل غشاء.
ببساطة، هو ببساطة عبارة عن محلول مختلط شفاف متجانس وشفاف يتكون عن طريق إذابة مكونات صلبة مختلفة في سوائل مختلفة، حيث يكون لكل مكون نسب ووظائف مختلفة.
المذيبات العضوية:
خليط من نوع واحد أو عدة أنواع من الكيتونات والكحولات والإسترات، وتشمل الأنواع الشائعة الاستخدام الإيثانول والبروبانول والبيوتانول؛ الأسيتون والتولوين أيزوبوتيل كيتون؛ أسيتات الإيثيل وأسيتات البوتيل، إلخ.
كمكون سائل، فإن وظيفته الرئيسية هي إذابة المكونات الصلبة في التدفق لتشكيل محلول متجانس، مما يسهل على المكونات المراد لحامها تغطية كمية مناسبة من مكونات التدفق بالتساوي، في حين أنه يمكن أيضًا تنظيف الأوساخ الخفيفة والزيت على سطح المعدن.
| المكونات المكونة | الوظيفة الأساسية | |
| المكونات المتطايرة | المذيبات | تنظيم اللزوجة وتشتت المكونات الصلبة |
| التركيب الصلب | راتنج | المكونات الأساسية، وظائف اللحام الحفازة |
| المشتتات | منع الانفصال، وخصائص السيولة | |
| المنشط | إزالة الأكسدة | |
الراتنجات الطبيعية ومشتقاتها أو الراتنجات الاصطناعية الخافضة للتوتر السطحي:
وتتمتع المواد الخافضة للتوتر السطحي المحتوية على الهالوجين بنشاط وقدرة عالية على اللحام، ولكن نظرًا لصعوبة تنظيف أيونات الهالوجين، وبقايا الأيونات عالية، كما أن عناصر الهالوجين (الكلوريدات بشكل أساسي) لها خصائص تآكل قوية، فهي غير مناسبة للاستخدام كمواد خام للتدفق غير النظيف.
وتتميز المواد الخافضة للتوتر السطحي غير المحتوية على الهالوجين بنشاط أضعف قليلاً، ولكن بقايا أيونات أقل. المواد الخافضة للتوتر السطحي هي في الأساس مواد خافضة للتوتر السطحي غير أيونية من عائلة الأحماض الدهنية أو العائلة العطرية. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تقليل التوتر السطحي المتولد عندما يلامس اللحام معدن الرصاص، وتعزيز قوة ترطيب السطح، وتعزيز تغلغل منشطات الأحماض العضوية، كما تلعب دورًا كعامل رغوة.
منشط الأحماض العضوية:
يتألف من نوع واحد أو عدة أنواع من الأحماض ثنائية الكربوكسيل أو الأحماض العطرية، مثل حمض السكسينيك وحمض الجلوتاريك وحمض الإيتاكونيك وحمض الساليسيليك وحمض الفوماريك وحمض الهيبتانويك وحمض الماليك وحمض السكسينيك وما إلى ذلك، وتتمثل وظيفته الرئيسية في إزالة الأكاسيد الموجودة على قدم الرصاص وسطح اللحام المنصهر، وهو أحد المكونات الرئيسية للتدفق.
عامل مضاد للتآكل:
يقلل من بقايا المكونات الصلبة مثل الراتنجات والمنشطات بعد التحلل في درجات الحرارة العالية.
المذيب المشارك:
يمنع ميل المكونات الصلبة مثل المنشطات إلى الامتصاص من المحلول، مما يجنب التوزيع السيئ المنتظم للمنشطات.
عامل تشكيل الفيلم:
أثناء عملية لحام الرصاص، يترسب التدفق المطبق ويتبلور ليشكل طبقة غشاءً موحدًا. يمكن أن تتصلب البقايا بعد التحلل في درجات الحرارة العالية بسرعة وتتصلب وتقل لزوجة بسبب وجود عامل تشكيل الفيلم.
مبدأ عمل التدفق أساسي لتحقيق اللحامات عالية الجودة في مختلف عمليات تشغيل المعادن. ويلعب التدفق دورًا حاسمًا في إزالة أكاسيد السطح، وتعزيز قابلية الترطيب، وتعزيز الروابط المعدنية القوية بين المعدن الأساسي ومواد الحشو.
أثناء عملية اللحام، يزيل التدفق بنشاط طبقة الأكسيد من سطح مادة اللحام من خلال التفاعلات الكيميائية. يتم إجراء عملية التنظيف هذه في المقام الأول بواسطة المنشطات داخل تركيبة التدفق. هذه المنشطات، وهي عادةً مركبات الهاليد أو الأحماض العضوية، تعمل على تكسير أكاسيد المعادن وإذابتها بسرعة، مما يخلق سطحًا نظيفًا للربط.
وفي الوقت نفسه، يقلل التدفق من التوتر السطحي بين اللحام المنصهر والمعدن الأساسي. يتحقق هذا التخفيض في التوتر السطحي من خلال عمل المواد الخافضة للتوتر السطحي الموجودة في تركيبة التدفق. ومن خلال خفض التوتر السطحي، يعزز التدفق بشكل كبير من خصائص التدفق وخصائص الترطيب للحام السائل، مما يسمح له بالانتشار بالتساوي واختراق حتى أصغر الفجوات في الوصلة.
يمكن تقسيم عمل التدفق متعدد الأوجه إلى عدة وظائف رئيسية:
في تطبيقات اللحام الموجي، مثل تلك المستخدمة في تصنيع الإلكترونيات، يصبح تأثير الترطيب الناتج عن التدفق واضحًا بشكل خاص. عندما يخرج المكوّن الملحوم من موجة اللحام المنصهر، يؤدي الترطيب الناتج عن التدفق إلى تدفق اللحام الزائد بسلاسة إلى أسفل الخيوط أو المسامير. ويساعد هذا الإجراء على منع العيوب الشائعة مثل سد اللحام بين الوصلات المتجاورة أو تكوين مسامير لحام حادة.
وتعتمد فعالية التدفق اعتمادًا كبيرًا على تركيبته، والتي يتم تصميمها خصيصًا لعمليات لحام محددة ومعادن أساسية ودرجات حرارة التشغيل. غالبًا ما تشتمل تركيبات التدفق الحديثة على إضافات متقدمة لتعزيز الأداء وتقليل التأثير البيئي والامتثال للوائح التصنيع الصارمة بشكل متزايد.
وظائف التدفق:
(1) إزالة الأكاسيد والملوثات من سطح اللحام، مما يقلل من نقطة الانصهار والتوتر السطحي لمعدن الحشو. وهذا يسهل الوصول السريع إلى درجة الحرارة المثلى للحام بالنحاس، مما يعزز كفاءة العملية.
(2) خلق جو وقائي حول حوض اللحام المنصهر، وحمايته من الغازات الجوية الضارة مثل الأكسجين والنيتروجين، والتي يمكن أن تؤدي إلى المسامية أو التقصف.
(3) تحسين اللزوجة وخصائص التدفق لمعدن الحشو السائل، مما يضمن عمل شعري مناسب وملء كامل لفجوة الوصلة، وهو أمر بالغ الأهمية لإنتاج وصلات ملحومة عالية الجودة وخالية من التسرب.
(4) تتفاعل كيميائيًا مع أكاسيد المعادن على المادة الأساسية وأسطح المعادن المالئة وتذيبها، مما يعزز الترطيب الفعال ويسهل تكوين روابط معدنية قوية في الوصلة البينية.
(5) تشكيل طبقة خبث واقية فوق معدن اللحام المتصلب، مما يمنع إعادة التأكسد أثناء التبريد ويساهم في السلامة العامة للمفصل.
(6) تعزيز النشاط السطحي لكل من معدن الحشو والمواد الأساسية من خلال تقليل التوترات البينية، وبالتالي تحسين قابلية ترطيب وانتشار الحشو المنصهر.
(7) تعديل الخواص الانسيابية لمعدن الحشو المصهور، غالبًا من خلال تكوين خليط سهل الانصهار بين التدفق والمعدن، مما يعزز من قابلية التدفق وخصائص الترطيب.
(8) تعمل كوسيط نقل حراري، مما يحسن توزيع الحرارة من مصدر الحرارة (مثل الشعلة أو الملف الحثي أو الفرن) إلى منطقة الوصلة، مما يضمن تسخينًا أكثر اتساقًا ويقلل من خطر السخونة الزائدة الموضعية.
(9) المساهمة في الجودة الجمالية للمفصل النهائي من خلال تعزيز تشكيل الشرائح بسلاسة وتقليل المخالفات السطحية، والتي يمكن أن تكون مهمة بشكل خاص في التطبيقات المرئية أو التجميلية.
(10) في بعض أنواع التدفقات المتقدمة، تدمج عناصر السبائك التي يمكن أن تنتشر في الوصلة النحاسية، مما قد يعزز الخواص الميكانيكية أو مقاومة التآكل للوصلة الملحومة بالنحاس.
وظائف التدفق في اللحام بالقوس المغمور:
(1) الحماية الميكانيكية والكيميائية: أثناء اللحام بالقوس، يذوب التدفق ليشكل طبقة خبث واقية فوق حوض اللحام. تقوم هذه الطبقة بحماية المعدن المنصهر من الغازات الجوية، مما يمنع الأكسدة وامتصاص النيتروجين، مما قد يؤدي إلى المسامية والتقصف في اللحام. يوفر التدفق أيضًا بيئة غازية مستقرة لصيانة القوس.
(2) الصقل المعدني: يقوم التدفق بنقل عناصر السبائك إلى حوض اللحام وتعديل تركيبه الكيميائي. ويمكنه أيضًا إزالة الشوائب من خلال تفاعلات الخبث والمعدن، مما يحسن الخواص الميكانيكية وجودة اللحام.
(3) تشكيل حبة اللحام وتثبيتها: يعزز التدفق تشكيل حبة لحام سلسة وموحدة مع اختراق جيد وأقل قدر من الترشيش. وتساعد اللزوجة والتوتر السطحي للتدفق المنصهر على التحكم في ديناميكيات حوض اللحام وسلوك التصلب.
يجب أن تكون درجة انصهار التدفق عادةً أقل من 10-30 درجة مئوية من درجة انصهار المعدن الأساسي وسلك الحشو. في التطبيقات الخاصة، يمكن استخدام التدفق بنقطة انصهار أعلى. إذا كانت درجة انصهار التدفق أقل بكثير من المعدن الأساسي، فقد يذوب قبل الأوان ويفقد فعاليته بسبب التبخير أو التفاعلات المبكرة.
يعتمد اختيار التدفق إلى حد كبير على خصائص طبقة الأكسيد للمعدن الأساسي:
كما أن التدفقات القائمة على الفلورايد شائعة أيضًا، حيث تتفاعل بشكل موحد وتترك الحد الأدنى من المخلفات. على سبيل المثال، يُستخدم ثلاثي فلوريد البورون (BF3) الممزوج بالنيتروجين في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بالنحاس في درجات الحرارة العالية.
بالنسبة إلى اللحام بالنحاس في درجات حرارة منخفضة (أقل من 450 درجة مئوية)، يتم استخدام تدفقات ناعمة:
(1) خصائص نقطة الانصهار:
يجب أن تكون درجة انصهار التدفق أقل من درجة انصهار سبيكة اللحام. ويضمن ذلك أن يصبح التدفق نشطًا ويؤدي وظائفه قبل ذوبان اللحام، مما يهيئ الأسطح للربط الأمثل.
(2) الخواص الفيزيائية فيما يتعلق باللحام:
يجب أن يتميز التدفق بتوتر سطحي ولزوجة وكثافة أقل مقارنة باللحام. تسمح هذه الخصائص بانتشار التدفق بسهولة عبر منطقة الوصلة وإزاحته بواسطة اللحام المنصهر، مما يضمن تغطية كاملة وتقليل خطر انحباس التدفق.
(3) التوافق الكيميائي والوظيفي:
يجب ألا يؤدي التدفق المثالي إلى تآكل المواد الأساسية التي يتم وصلها. يجب أن يعزز قابلية تدفق اللحام مع إزالة أغشية الأكسيد بفعالية من الأسطح المعدنية عند درجة حرارة اللحام. هذا الإجراء المزدوج يعزز ترطيب أفضل وروابط معدنية أقوى.
(4) اعتبارات ما بعد المعالجة:
يجب أن تكون بقايا التدفق قابلة للإزالة بسهولة بعد عملية اللحام. هذه الخاصية ضرورية لضمان نظافة المنتج النهائي، ومنع حدوث مشاكل محتملة في الموثوقية على المدى الطويل، وتسهيل خطوات التصنيع اللاحقة أو المعالجات السطحية.
(5) السلامة الصحية والبيئية:
يجب ألا ينتج التدفق غازات سامة أو روائح قوية أثناء عملية اللحام. هذا الشرط ضروري لحماية صحة العمال ومنع التلوث البيئي. وهو يتماشى مع معايير التصنيع الحديثة التي تعطي الأولوية للسلامة في مكان العمل والمسؤولية البيئية.
هناك عدة طرق لتصنيف تدفق اللحام، بما في ذلك استخدامه، وطريقة تصنيعه، والتركيب الكيميائي، والخصائص المعدنية أثناء اللحام، ودرجة الحموضة وحجم الجسيمات في التدفق.
وبغض النظر عن طريقة التصنيف المستخدمة، فإنها تسلط الضوء فقط على جوانب معينة من تدفق اللحام ولا تشمل جميع خصائصه بالكامل.
تشمل طرق التصنيف الشائعة ما يلي:
إن تدفق اللحام المحايد هو مادة استهلاكية متخصصة تحافظ على السلامة الكيميائية لكل من المعدن المترسب وسلك اللحام أثناء عملية اللحام. وقد صُمم هذا النوع من التدفق لتقليل التفاعلات الكيميائية إلى أدنى حد ممكن، مما يضمن تطابق تركيبة معدن اللحام بشكل وثيق مع المعدن الأساسي ومادة الحشو.
تعتبر التدفقات المحايدة مفيدة بشكل خاص في تطبيقات اللحام متعدد الممرات، خاصةً عند العمل مع مواد سميكة المقطع تتجاوز 25 مم. كما أن طبيعتها غير التفاعلية تجعلها مثالية للحفاظ على الخصائص الميكانيكية المتسقة في جميع مراحل اللحام، وهو أمر بالغ الأهمية للسلامة الهيكلية في صناعات التصنيع الثقيلة مثل بناء السفن وتصنيع أوعية الضغط ومشاريع البنية التحتية واسعة النطاق.
تشمل الخصائص الرئيسية لتدفقات اللحام المحايدة ما يلي:
a. الحد الأدنى من محتوى الأكسيد: على عكس التدفقات النشطة، تحتوي التدفقات المحايدة على كميات ضئيلة من الأكاسيد مثل SiO2 وMnO وFeO. تساعد هذه التركيبة على منع تفاعلات السبائك غير المرغوب فيها أثناء اللحام.
b. الخصائص غير المؤكسدة: صُممت تركيبة التدفق لخلق جو خامل حول حوض اللحام، مما يحميه بشكل فعال من الأكسجين الجوي ويمنع أكسدة معدن اللحام.
c. الحساسية لحالة المعدن الأساسي: عند اللحام على المعادن الأساسية المؤكسدة بشدة، قد لا توفر التدفقات المحايدة عملية تنظيف كافية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى عيوب لحام محتملة مثل المسامية والتشقق في حبة اللحام. لذلك، يعد الإعداد المناسب للسطح أمرًا بالغ الأهمية عند استخدام التدفقات المحايدة.
d. ثبات القوس المتسق: تعزز التدفقات المحايدة خصائص القوس المستقرة، مما يسهل نقل المعدن بسلاسة وتشكيل حبة اللحام بشكل موحد.
e. قابلية ممتازة لفصل الخبث: عادةً ما ينفصل الخبث المتكون من التدفقات المحايدة بسهولة عن سطح اللحام، مما يقلل من متطلبات التنظيف بعد اللحام ويحسن الإنتاجية.
f. التحكم في المدخلات الحرارية: غالبًا ما تساعد هذه التدفقات في الحفاظ على مستويات المدخلات الحرارية المثلى، وهو أمر بالغ الأهمية للتحكم في بنية الحبيبات وتقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) في اللحامات متعددة الممرات.
عند اختيار تدفق لحام محايد، من الضروري مراعاة عوامل مثل تركيبة المعدن الأساسي ومعلمات اللحام ومتطلبات التطبيق المحددة لضمان جودة اللحام والأداء الأمثل.
إن تدفق اللحام النشط هو مركب متخصص يحتوي على كميات صغيرة من عوامل إزالة الأكسدة، وخاصة المنجنيز (Mn) والسيليكون (Si). يلعب هذا النوع من التدفق دورًا حاسمًا في تحسين جودة اللحام من خلال تحسين مقاومة المسامية والتشقق، وهما عيبان شائعان في عمليات اللحام.
تشمل الخصائص الرئيسية لتدفق اللحام النشط ما يلي:
a. تأثير التركيب الكيميائي: يمكن أن يؤثر وجود مزيلات الأكسدة مثل المنغنيز والسيليكون تأثيرًا كبيرًا على التركيب الكيميائي لمعدن اللحام المترسب. هذا التأثير حساس بشكل خاص للتقلبات في جهد القوس الكهربائي. مع زيادة جهد القوس، يتم نقل المزيد من المنغنيز والسيليكون إلى حوض اللحام، مما يؤدي إلى:
b. تعزيز منع المسامية: تُظهر تدفقات اللحام النشطة قدرة فائقة على منع المسامية. ويتحقق ذلك من خلال آليتين أساسيتين:
c. تحسين مظهر حبة اللحام: تساهم المكونات النشطة في التدفق في ترطيب المعدن المنصهر وانتشاره بشكل أفضل، مما يؤدي إلى الحصول على أشكال أكثر سلاسة لحام حبة اللحام وتحسين الاندماج مع المعدن الأساسي.
d. قابلية انفصال الخبث: تنتج التدفقات النشطة عادةً خبثًا يمكن إزالته بسهولة بعد اللحام، مما يسهل عمليات التنظيف والفحص بعد اللحام.
e. تعدد الاستخدامات: تدفقات اللحام النشطة مناسبة لمجموعة واسعة من المعادن الأساسية ومواضع اللحام، مما يجعلها خيارًا متعدد الاستخدامات للعديد من التطبيقات الصناعية.
وتدفق اللحام السبيكي هو مادة لحام مستهلكة متخصصة تحتوي على عناصر سبائك إضافية، تعمل في المقام الأول كمعادن انتقالية. يتم تصنيع هذه التدفقات في الغالب من خلال عملية تلبيد، والتي تنطوي على ضغط وتسخين خليط المسحوق إلى ما دون درجة انصهاره لتكوين كتلة صلبة متماسكة.
تشمل الاستخدامات الأساسية لتدفقات اللحام بالسبائك ما يلي:
تشتمل الميزات والفوائد الرئيسية لتدفقات اللحام بالسبائك على ما يلي:
عند اختيار تدفق لحام السبيكة، يجب تقييم اعتبارات مثل تركيبة المعدن الأساسي وخصائص اللحام المطلوبة ومتطلبات التطبيق المحددة بعناية لضمان الأداء الأمثل وجودة اللحام.
يتم إنتاج تدفق اللحام بالذوبان من خلال عملية معدنية دقيقة تنطوي على مزيج دقيق من المواد الخام المعدنية المختلفة. يتم تناسب هذه المواد وفقًا لتركيبات محددة لتحقيق خصائص اللحام المطلوبة. ثم يتم تعريض الخليط بعد ذلك إلى معالجة بدرجة حرارة عالية، تتجاوز عادةً 1300 درجة مئوية، مما يؤدي إلى ذوبان المكونات وتجانسها تمامًا.
يخضع التدفق المنصهر للتبريد السريع في الماء، مما يؤدي إلى تكوين حبيبات زجاجية. ولا تؤدي عملية التبريد هذه إلى تشكيل التدفق فحسب، بل تضفي أيضًا خصائص محددة ضرورية لأداء اللحام. ثم يتم تجفيف الحبيبات بعد ذلك لإزالة الرطوبة وسحقها لتحقيق التوزيع المطلوب لحجم الجسيمات وغربلتها لضمان التوحيد. وأخيرًا، يتم تعبئة التدفق المعالج لتوزيعه واستخدامه في تطبيقات اللحام.
في الصين، هناك نظام تصنيف معترف به على نطاق واسع لتدفق اللحام بالذوبان هو سلسلة "HJ". توفر هذه التسمية الأبجدية الرقمية معلومات قيمة عن تركيبة التدفق:
يتيح هذا النظام الموحد لعمال اللحام والمهندسين التعرف بسرعة على الخصائص الرئيسية للتدفق، مما يسهل الاختيار المناسب لتطبيقات اللحام المحددة والمواد الأساسية.
بعد التناسب الدقيق للمواد الخام، تخضع المكونات لعملية خلط على مرحلتين. في البداية، يضمن الخلط الجاف التوزيع المنتظم للمكونات. بعد ذلك، يتم إدخال مادة رابطة، عادةً سيليكات الصوديوم (زجاج الماء)، للخلط الرطب لتحقيق التماسك واللدونة المثلى.
يدخل الخليط المتجانس بعد ذلك مرحلة التحبيب، حيث يتم تشكيله إلى جزيئات ذات حجم وشكل محددين لتعزيز أداء التدفق وخصائص المناولة. يتم نقل هذه المادة المحببة إلى فرن تجفيف للتحكم في المعالجة وإزالة الرطوبة، وهو أمر بالغ الأهمية لاستقرار التدفق.
وتتضمن المرحلة الأخيرة التلبيد عند درجة حرارة 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) تقريبًا. تسهل هذه العملية ذات درجة الحرارة العالية الاندماج الجزئي للحبيبات، مما يحسن من قوتها وكثافتها وتفاعلها الكيميائي. يتم تنظيم درجة حرارة التلبيد بعناية للحفاظ على خصائص التدفق المرغوبة دون المساس بسلوك الذوبان أثناء اللحام.
في الصين، عادةً ما يتم تحديد تدفقات اللحام الملبدة بالبادئة "SJ"، متبوعة برمز مكون من ثلاثة أرقام. يشير الرقم الأول بعد "SJ" إلى نظام الخبث الأساسي، والذي يحدد الخصائص الكيميائية والفيزيائية الأساسية للتدفق. ويميز الرقمان التاليان بين العلامات التجارية أو التركيبات المختلفة داخل نفس نظام الخبث، وغالبًا ما يعكسان خصائص أداء محددة أو التطبيقات المقصودة.
على سبيل المثال، قد ينتمي SJ101 و SJ102 إلى نفس نظام الخبث (المشار إليه بالرمز "1") ولكن قد يكون لهما اختلافات طفيفة في التركيب أو الخواص لتناسب ظروف اللحام أو المواد المختلفة.
يمكن تصنيف أنواع التدفق على نطاق واسع إلى أنواع عضوية وغير عضوية وراتنجية، ولكل منها خصائص وتطبيقات متميزة في عمليات ربط المعادن.
التدفق القائم على الراتنج، المشتق في المقام الأول من إفرازات الأشجار، هو منتج طبيعي معروف بانخفاض تآكله. ويعد الصنوبري، وهو أبرز مثال على هذه الفئة، وقد أعطى اسمه لمصطلح "تدفق الصنوبري". إن طبيعته المعتدلة تجعله مناسبًا بشكل خاص للإلكترونيات والتطبيقات الحساسة الأخرى حيث يكون الحد الأدنى من البقايا والتنظيف بعد اللحام أمرًا بالغ الأهمية.
يمكن أن يعتمد تصنيف التدفق أيضًا على توافقه مع أنواع اللحام المختلفة، مما يؤدي إلى التمييز بين التدفقات اللينة والصلبة. يتوافق هذا التصنيف مع خصائص اللحام المستخدم، مما يضمن الأداء الأمثل في عمليات الربط المختلفة.
في تجميع المنتجات الإلكترونية وصيانتها، يتم استخدام العديد من أنواع التدفق اللين بشكل شائع:
ويعتمد اختيار نوع التدفق المناسب على عوامل مختلفة، بما في ذلك المعادن الأساسية التي يتم وصلها، وتطبيق اللحام المحدد، والظروف البيئية، ومتطلبات التنظيف بعد اللحام. على سبيل المثال، يُفضل استخدام التدفقات غير النظيفة في الحالات التي يكون فيها التنظيف بعد اللحام غير عملي، بينما قد تكون التدفقات الأكثر نشاطًا ضرورية لربط المعادن التي يصعب لحامها أو الأسطح المؤكسدة بشدة.
من المهم مراعاة عوامل مثل درجة حرارة تنشيط التدفق، وطرق التنظيف، واحتمالية التآكل، والتوافق مع عملية اللحام عند اختيار التدفق الأنسب لتطبيق معين. يضمن ذلك جودة الوصلة المثلى والموثوقية والأداء طويل الأجل للتجميع الملحوم.
التحكم في تجفيف التدفق والحفاظ على الحرارة
قبل الاستخدام، يجب خبز التدفق وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة. يتم اشتقاق معلمات التجفيف هذه من الاختبارات الصارمة ومراقبة العمليات، مما يؤدي إلى بيانات مضمونة الجودة ومصادق عليها. وبينما تشكل هذه المعايير المؤسسية، قد تختلف المتطلبات بين المؤسسات.
للرجوع إليها، يوفر JB4709-2000 "إجراءات اللحام لأوعية الضغط الفولاذية" درجات حرارة التجفيف بالتدفق الموصى بها وأوقات الاحتفاظ. بشكل عام، عند تجفيف التدفق، يجب ألا يتجاوز ارتفاع الكومة 5 سم. وغالبًا ما ينطوي تخزين مواد اللحام على تجفيف كميات أكبر، مع تفضيل الطبقات السميكة على الرقيقة. يعد الالتزام الصارم بهذه الإرشادات أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة تجفيف التدفق الشامل.
لمنع التجفيف غير الكافي بسبب التراص الزائد، قم بتمديد أوقات التجفيف بما يتناسب مع سُمك طبقة التدفق. تنفيذ نهج منتظم لتجفيف التدفق، مع مراعاة عوامل مثل الرطوبة المحيطة وتركيبة التدفق والاستخدام المقصود.
التحكم في إدارة التدفق في الموقع والتخلص من التدفق في الموقع
الحفاظ على منطقة لحام نظيفة لمنع تلوث التدفق بالحطام. يجب صرف التدفق للحشو وفقًا للوائح، ويُفضَّل الاحتفاظ به عند درجة حرارة 50 درجة مئوية تقريبًا. تنفيذ إعادة تدوير التدفق في الوقت المناسب لتقليل مخاطر التلوث.
بالنسبة للتدفق المعاد استخدامه، استخدم نظام غربال من 8-40 شبكة لإزالة الشوائب والمسحوق الناعم. امزج هذا مع التدفق الجديد بنسبة 1:3 (مستعمل:جديد). قبل إعادة الاستخدام، قم بتجفيف الخليط عند درجة حرارة 250-350 درجة مئوية لمدة ساعتين، ثم قم بتخزينه في فرن احتجاز بدرجة حرارة 100-150 درجة مئوية لحين الحاجة إليه. يُحظر تمامًا التخزين في الهواء الطلق.
في الظروف الميدانية الصعبة أو البيئات ذات الرطوبة العالية، قم بتنفيذ ممارسات صارمة لإدارة الموقع. اختبار التدفق بانتظام لمقاومة الرطوبة والشوائب الميكانيكية. التحكم في معدلات امتصاص الرطوبة والملوثات الميكانيكية. تجنب التراص العشوائي وخلط التدفق غير المقصود.
متطلبات حجم الجسيمات المتدفقة وتوزيعها
يؤثر حجم جسيمات التدفق بشكل كبير على أداء اللحام. يضمن التحجيم الأمثل نفاذية التدفق المناسبة، ويقلل من انبعاثات القوس المستمر، ويمنع انحباس الهواء في حوض اللحام، مما قد يؤدي إلى المسامية. تنقسم التدفقات عادةً إلى فئتين:
وبوجه عام، يجب ألا يتجاوز المسحوق الناعم أقل من الحجم المحدد 5%، في حين يجب أن تكون الجسيمات الخشنة فوق الحجم المحدد أقل من 2%. يعد التحليل المنتظم لتوزيع حجم الجسيمات أمرًا ضروريًا لتحديد معلمات تيار اللحام المناسبة وضمان جودة اللحام المتسقة.
التحكم في سُمك طبقة التدفق وارتفاع الكومة المبعثرة
يعد التحكم الدقيق في سمك طبقة التدفق أمرًا بالغ الأهمية، حيث يتراوح النطاق الأمثل عادةً بين 25-40 مم. يمكن أن تؤدي طبقات التدفق غير الكافية أو الزائدة إلى عيوب سطحية مثل الحفر والبقع والمسام، مما يؤدي إلى عدم انتظام هندسة حبة اللحام.
عند استخدام التدفق الملبد، نظرًا لانخفاض كثافته، قم بزيادة ارتفاع الكومة بمقدار 20-50% مقارنة بالتدفق المنصهر. اضبط سمك طبقة التدفق بما يتناسب مع قطر السلك وتيار اللحام: تتطلب أقطار الأسلاك الأكبر والتيارات الأعلى طبقات تدفق أكثر سمكًا.
يمكن أن تؤدي إجراءات اللحام غير القياسية أو المناولة غير السليمة لتدفق المسحوق الناعم إلى عيوب سطحية متقطعة. وعلى الرغم من أن هذه العيوب قد تجتاز الاختبارات غير المدمرة، إلا أنها يمكن أن تؤثر على جودة المظهر وتقلل من سماكة الغلاف محليًا. قم بتنفيذ ضوابط عملية صارمة وإدارة التدفق السليم للتخفيف من هذه المشكلات وضمان لحامات متسقة وعالية الجودة.
يعد اختيار التدفق المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق نتائج لحام عالية الجودة. وفي حين لا يمكن للمستخدمين عادةً إجراء تحليلات كيميائية شاملة، إلا أن هناك العديد من الطرق العملية لتقييم واختيار التدفق المناسب:
ما هو التدفق في اللحام؟
التدفق في اللحام هو عامل كيميائي يستخدم لتعزيز الانصهار وحماية حوض اللحام وتحسين جودة اللحام النهائي. وهو يؤدي وظائف متعددة بالغة الأهمية: منع الأكسدة، وإزالة الشوائب، وتثبيت القوس، وتحسين اختراق اللحام. يمكن وضع التدفق كطلاء على الأقطاب الكهربائية (اللحام اللاصق)، أو داخل سلك أنبوبي (اللحام بالقوس ذو التدفق المغطى بالتدفق)، أو كمادة حبيبية منفصلة (اللحام بالقوس المغمور). من خلال خلق جو وقائي وطبقة خبث، يضمن التدفق الحصول على وصلة لحام أنظف وأقوى وأكثر اتساقاً.
هل تحتاج إلى تدفق للحام اللاصق؟
نعم، التدفق جزء لا يتجزأ من اللحام اللاصق (لحام القوس المعدني المحمي - SMAW). يتم طلاء قطب اللحام في لحام القوس المعدني المحمي بمادة التدفق. أثناء ذوبان القطب أثناء اللحام، يتبخر طلاء التدفق، مما يخلق درعًا واقيًا من الغاز حول حوض اللحام. يقوم هذا الدرع بإزاحة الغازات الجوية، مما يمنع التلوث من الأكسجين والنيتروجين. بالإضافة إلى ذلك، يشكل التدفق طبقة خبث تحمي اللحام المبرد وتساعد على تشكيل الحبة. ويساهم التدفق أيضًا في إضافة عناصر السبائك إلى اللحام، مما يؤثر على خواصه الميكانيكية وتركيبته الكيميائية.
هل اللحام بالتدفق قوي مثل MIG؟
تعتمد قوة اللحام على عوامل متعددة، بما في ذلك المواد الأساسية، واختيار معدن الحشو، ومعايير اللحام، ومهارة عامل اللحام، وليس فقط على عملية اللحام. يمكن أن ينتج كل من اللحام بالقوس ذو التدفق المحفور (FCAW) واللحام بالقوس المعدني الغازي (GMAW/MIG) لحامات قوية وعالية الجودة عند تنفيذها بشكل صحيح. وغالبًا ما يتفوق لحام القوس القوسي الغازي (FCAW) في التطبيقات الخارجية وعلى المواد الأكثر سمكًا نظرًا لاختراقه الفائق وتحمله للملوثات. عادةً ما يوفر لحام MIG لحامات أنظف مع تنظيف أقل بعد اللحام ويفضل استخدامه في المواد الرقيقة والتطبيقات الحرجة من الناحية الجمالية. يجب أن يعتمد الاختيار بين لحام FCAW و MIG على متطلبات المشروع المحددة وسُمك المواد وبيئة اللحام.
ما هي أفضل أنواع اللحام بالتدفق؟
يتفوق اللحام بالتدفق، وخاصةً اللحام بالقوس ذو التدفق المحفور (FCAW)، في العديد من التطبيقات:
يجمع لحام FCAW بين بساطة اللحام اللاصق وإنتاجية عمليات اللحام بالتغذية السلكية، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للعديد من التطبيقات الصناعية والإنشائية. ومع ذلك، فإن التهوية المناسبة أمر بالغ الأهمية بسبب الأبخرة الناتجة عن التدفق.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO