في السنوات الأخيرة، ومع تطور الاقتصاد، وخاصة مع التعميق المستمر للإصلاح والانفتاح-، حقق البناء الاقتصادي في الصين تقدمًا هائلاً. وفي الوقت نفسه، حققت الصين أيضًا تقدمًا كبيرًا في هندسة اللحام مثل خطوط الأنابيب. لحام التيتانيوم هو نوع شائع نسبيًا من اللحام. في عملية لحام التيتانيوم، فإن كيفية التحكم بشكل صحيح في جودة اللحام لها تأثير مهم جدًا على لون لحام التيتانيوم. نظرًا لبديهية لون لحام التيتانيوم، فإن البحث حول العلاقة بين لون لحام التيتانيوم وجودة اللحام له أهمية كبيرة. هذه المقالة، التي تجمع بين سنوات البحث والخبرة العملية للمؤلف في مراقبة الجودة وعملية لحام التيتانيوم، تستكشف العلاقة بين جودة اللحام ولون لحام التيتانيوم، على أمل المساهمة في البحث في هذا المجال.
1. تغيرات لون لحامات أنابيب التيتانيوم وسبائك التيتانيوم وآلية تكوين الخلل
عيوب وآليات لحام أنابيب التيتانيوم وسبائك التيتانيوم هي كما يلي: أثناء لحام أنابيب التيتانيوم، يمكن لطبقة التدريع بغاز الأرجون التي تشكلها شعلة لحام قوس الأرجون أن تحمي فقط حوض اللحام من التأثيرات الضارة للهواء، ولكنها لا توفر أي حماية للحامات المتصلبة بالفعل والمناطق القريبة التي تكون في درجات حرارة عالية. في هذه الحالة، لا تزال لحامات أنبوب التيتانيوم والمناطق المحيطة بها تتمتع بقدرة قوية على امتصاص النيتروجين والأكسجين من الهواء. يبدأ امتصاص الأكسجين عند درجة 400، ويبدأ امتصاص النيتروجين عند درجة 600، بينما يحتوي الهواء على كميات كبيرة من النيتروجين والأكسجين.
مع زيادة الأكسدة تدريجيًا، يتغير لون لحام أنبوب التيتانيوم وتقل لدونة اللحام وفقًا للنمط التالي: الفضة -الأبيض (بدون أكسدة)، الأصفر الذهبي (TiO، أكسدة طفيفة، تحدث حوالي 250 درجة عندما يبدأ التيتانيوم في امتصاص الهيدروجين)، الأزرق (Ti2O3، أكسدة أكثر شدة قليلاً)، الرمادي (TiO2، أكسدة شديدة).
2. يمكن الحكم على جودة لحام التيتانيوم من خلال لون سطح لحام التيتانيوم.
مع تعمق لون اللحام، أي مع زيادة درجة أكسدة اللحام، تزداد صلابة اللحام أيضًا. تظهر الاختبارات التي أجريت في تجارب الأقران أنه مع زيادة صلابة التيتانيوم، تزداد أيضًا المواد الضارة مثل الأكسجين والنيتروجين في اللحام، مما يقلل بشكل كبير من جودة اللحام.
ترتبط قابلية لحام التيتانيوم ارتباطًا وثيقًا بخصائصه الكيميائية والفيزيائية. ومع ذلك، النقطة الأساسية هي أنه عند درجات الحرارة المرتفعة، فإن تفاعل التيتانيوم العالي يجعله عرضة للتلوث من الهواء. أثناء التسخين، تتوسع حبيباته، وعندما تبرد الوصلة الملحومة، يمكن أن تشكل مراحل هشة. يتمتع التيتانيوم بنقطة انصهار عالية جدًا، تصل إلى 1668±10 درجة، الأمر الذي يتطلب طاقة أكثر من لحام الفولاذ. وفي الوقت نفسه، يعتبر التيتانيوم أكثر تفاعلًا كيميائيًا؛ يتفاعل مع الأكسجين والهيدروجين بسهولة أكبر من الفولاذ، ويتفاعل بسرعة أكبر من 600 درجة. حتى عند 100 درجة، فإنه يمتص كميات كبيرة من الهيدروجين والأكسجين، مع قابلية ذوبان الهيدروجين أعلى بعشرات الآلاف من المرات من الفولاذ، مما يشكل هيدريد التيتانيوم ويقلل بشكل حاد من المتانة. تزيد الشوائب الغازية من الميل للتشقق البارد والتشقق المتأخر، وتزيد من حساسية الحز. لذلك، يجب ألا تقل نسبة نقاء الأرجون المستخدم في اللحام عن 99.99%، ويجب ألا تزيد الرطوبة عن 0.039%، ويجب أن يكون محتوى الهيدروجين في سلك اللحام أقل من 0.002%.
الموصلية الحرارية للتيتانيوم هي نصف تلك الخاصة بالفولاذ. عند 882 درجة، فإنه يخضع للتحول من مرحلة ألفا إلى بيتا. عند درجات الحرارة المرتفعة، تنمو حبيبات بيتا بشكل مفاجئ، ويتدهور الأداء بشكل ملحوظ. لذلك، من الضروري التحكم بدقة في درجة الحرارة، خاصة فترة بقاء درجة الحرارة المرتفعة-أثناء الدورة الحرارية للحام. عند لحام التيتانيوم، لا توجد مشكلات تتعلق بالشقوق الساخنة أو الشقوق بين الحبيبات، ولكن المسامية تمثل مشكلة، خاصة عند لحام سبائك ألفا-بيتا.
