لحامQ890D تعد المواد الفولاذية المتباينة واحدة من أكثر المهام تحديًا في التصنيع الهيكلي نظرًا للتدرجات الشديدة في الخصائص المتضمنة. Q890D عبارة عن فولاذ -عالي القوة-مسقي ومقسّى (Q&T) بحد أدنى لمقاومة الخضوع يبلغ 890 ميجاباسكال وصلابة عالية. يتطلب النجاح منهجًا دقيقًا قائمًا على العلم-يركز على إدارة عدم التطابق ومنع الفشل.
فيما يلي الاعتبارات المهمة، والتي تم تنظيمها كدليل-خطوة بخطوة-:
1. المبادئ الأساسية: "مناطق الاهتمام الثلاث"
عند لحام Q890D (الفولاذ A) بفولاذ مختلف (الفولاذ B)، فإنك تقوم بإنشاء ثلاث مناطق معدنية متميزة:
Q890D HAZ: خطر حدوث تشققات ناجمة عن مادة المارتنسيت الصلبة والهشة والهيدروجين - (HIC).
لحام المعادن: يجب سد المعادن الأساسية غير المتوافقة دون أن تصبح الحلقة الضعيفة أو الهشة.
المخاطر الخطرة للفولاذ المتباين: خطر التليين (إذا كان فولاذ Q&T) أو التصلب المفرط (إذا كان فولاذًا منخفض الكربون-).
2. التقييم والتخطيط المسبق لللحام.-
أ. تحديد المادة غير المتشابهة
فولاذ -القوة المنخفضة Q&T (على سبيل المثال، Q550D، Q690D): الأكثر شيوعًا. التحدي هو تليين HAZ في الفولاذ الأضعف وعدم تطابق القوة.
الفولاذ الهيكلي الخفيف/المشترك (على سبيل المثال، Q355B): فجوة كبيرة في الملكية. التحدي هو عدم تطابق القوة الشديد واختلاف التمدد الحراري.
الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال، للتفاصيل المقاومة للتآكل-): التحدي الرئيسي بسبب الاختلاف الكبير في الكيمياء، والتوصيل الحراري، والتمدد، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط المتبقي وخطر حدوث شقوق التخفيف.
الفولاذ عالي الصلابة-(على سبيل المثال، لوح التآكل AR400): خطر الصلابة المفرطة والتشقق في كلا المنطقتين الخطرتين.
ب. اختيار المواد الاستهلاكية – القرار الأكثر أهمية
معدن الحشو هو "الجسر". الهدف ليس بالضرورة أن يطابق Q890D.
القاعدة الأساسية: مطابقة المعدن الأساسي ذو القوة المنخفضة-من حيث الحد الأدنى لقوة الشد المحددة. وهذا يضمن حدوث اللدونة في المعدن الأساسي الأقوى (Q890D) أو المنطقة المتضررة منه، وليس في اللحام الأضعف. يمكن لحام أقوى من كلا الوالدين أن يركز الضغط في المناطق المتضررة من الحرائق الهشة.
بالنسبة إلى Q890D إلى Q550/Q690: استخدم مادة مستهلكة مصنفة للدرجة الأدنى (على سبيل المثال، ER110S-G لشد يصل إلى 760 ميجا باسكال تقريبًا). صلابتها ستكون كافية.
بالنسبة لعدم التطابقات الكبيرة (إلى Q355): استخدم مادة مستهلكة تطابق القوة المتوسطة (على سبيل المثال، ~550 ميجا باسكال). لا تستخدم أبدًا مادة حشو من الفولاذ الطري (ER70S-6) لأنها ستكون غير متطابقة بشكل كبير وستفشل قبل الأوان.
يجب أن يكون مستوى الهيدروجين منخفضًا جدًا-: المعين H4 أو H5 (أقل من أو يساوي 4 مل أو 5 مل H₂/100 جرام من المعدن المترسب).
المتانة: يجب أن تستوفي درجة حرارة الخدمة المطلوبة (على سبيل المثال، -20 درجة للدرجة "D").
3. مواصفات إجراءات اللحام (WPS) - غير -قابلة للتفاوض
أ. التصميم والإعداد المشترك
التزيين: بالنسبة لعدم التطابق الشديد (على سبيل المثال، مع الفولاذ المقاوم للصدأ)، قم بتطبيق طبقة عازلة من سبيكة متوسطة مطيلة (مثل حشو النيكل العالي -) على حافة مادة واحدة قبل الانضمام. هذا يدير التخفيف والإجهاد.
الزاوية المائلة: استخدم زوايا أوسع لضمان الدمج المناسب للجدار الجانبي وتقليل التقييد.
النظافة: لا تشوبها شائبة. إزالة جميع الصدأ والزيت والرطوبة.
ب. التسخين المسبق ودرجة الحرارة البينية
بناءً على مادة CEV الأعلى (Q890D). يهدف التسخين المسبق في المقام الأول إلى منع HIC في منطقة HAZ في Q890D.
النطاق النموذجي: 150 درجة - 250 درجة، حسب السُمك وضبط النفس. استخدم درجة الحرارة-أقلام تلوين أو مجسات.
حافظ على درجة حرارة المعبر داخل نافذة ضيقة (غالبًا ما تكون نفس درجة الحرارة المسبقة). تجنب ارتفاع درجة الحرارة.
ج. التحكم في مدخلات الحرارة
اتبع بدقة نطاق WPS المؤهل. عادة منخفضة إلى متوسطة.
منخفض جدًا: تبريد مفرط ← مارتنسيت هش في Q890D HAZ.
مرتفع جدًا: نمو مفرط للحبيبات، وتليينها، وفقدان صلابتها في جميع المناطق الخطرة.
استخدم تقنيات التمريرات المتعددة-لضبط التمريرات السابقة.
د. تقنية اللحام
ممارسات صارمة بشأن انخفاض-الهيدروجين:
خبز الأقطاب الكهربائية / التدفق حسب الشركة المصنعة.
استخدم أفران التثبيت في موقع العمل.
يجب أن يكون الغاز الواقي -جافًا للغاية (يختلط Ar+CO₂ بشكل شائع).
التسلخ: التسلخ الخفيف للتمريرات المتوسطة يمكن أن يساعد في تقليل الإجهاد المتبقي، لكنه محظور على الجذر والتمريرات النهائية.
ما بعد-المعالجة الحرارية للحام (PWHT):
غالبًا ما يكون إلزاميًا للأقسام السميكة أو المفاصل المقيدة للغاية.
الغرض: نشر الهيدروجين، وتخفيف الضغوط المتبقية، وتلطيف الهياكل المجهرية الصلبة HAZ.
يجب أن تكون درجة الحرارة أقل من درجة حرارة Q890D (عادة 550-650 درجة) لتجنب تليينها. وهذا يتطلب معرفة دقيقة من مصنع الصلب.
4. نشر-اعتبارات اللحام
أ.-الاختبارات غير المدمرة (NDT)
الفحص بنسبة 100% هو المعيار.
اختبار الموجات فوق الصوتية (UT/PAUT): ضروري للعيوب الحجمية.
اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT): للتشققات السطحية في HAZ وإصبع اللحام.
التوقيت: قم بإجراء الاختبار غير الإتلافي بعد أقل قدر من التأخير (غالبًا 48 ساعة) للكشف عن شقوق الهيدروجين المتأخرة.
ب. التحقق من الأداء
قد يتطلب التجميع النهائي إثبات التحميل أو مراقبة الضغط أثناء الخدمة للتحقق من صحة تصميم الوصلة المتباينة.
قائمة مرجعية موجزة لحام Q890D للفولاذ المختلف
| خطوة | الإجراء الرئيسي | الأساس المنطقي |
|---|---|---|
| 1. التصميم | اختر معدن الحشو لتطابققوة أقل-.المعدن الأساسي. | يمنع اللحام من أن يكون نقطة الضعف؛ يدير توزيع السلالة. |
| 2. الاستعداد | استخدم الزبدة في حالة عدم التطابق الشديد؛ تحقيق النظافة المثالية. | يتحكم في التخفيف الكيميائي ويقلل مصادر الهيدروجين. |
| 3. التسخين المسبق | قم بتطبيق التسخين المسبق العالي (أكبر من أو يساوي 150 درجة) بناءً على متطلبات Q890D. | يبطئ التبريد لمنع المارتينسيت الهش ويسمح بخروج H₂. |
| 4. اللحام | استخدم عملية هيدروجين منخفضة جدًا-، وتحكمًا صارمًا في إدخال الحرارة، وتمريرًا متعددًا-. | يقلل من ضخ الهيدروجين ويتحكم في البنية المجهرية. |
| 5. علاج | قم بتطبيق PWHT الخاضع للرقابة إذا كان محددًا. | يخفف التوتر، ويخفف من حدة المناطق الصلبة، ويزيل الهيدروجين. |
| 6. فحص | تنفيذ 100% UT & MT بعد تأخير لمدة 48 ساعة. | يلتقط العيوب الخطيرة، وخاصة التشقق المتأخر. |
التحذير النهائي
هذه ليست مهمة محلات التصنيع القياسية. يتطلب لحام Q890D، خاصة للمواد المتباينة، ما يلي:
نظام WPS مؤهل خصيصًا تم تطويره من خلال سجلات تأهيل الإجراءات (PQR).
مهندسو اللحام/أخصائيو المعادن ذوو الخبرة في مجال الفولاذ-عالي القوة-.
لحامين ذوي مهارة عالية وشهادة.
التتبع الكامل لجميع المواد والمواد الاستهلاكية.
في جوهره، اللحام هو "مادة ثالثة" مصممة بعناية. تعطي هذه العملية الأولوية للسلامة والمتانة على مجرد تحقيق أقصى قدر من القوة، مع الهدف الثابت المتمثل في منع حدوث كسور هشة كارثية في المنطقة-المتأثرة بالحرارة في Q890D.