مقدمة لعملية اللحام بالرش للزجاجة الزجاجية

يقدم هذا البحث عملية اللحام بالرش لقوالب العلب الزجاجية من ثلاثة جوانب

الجانب الأول: عملية اللحام بالرش لقوالب الزجاجات والعلب، بما في ذلك اللحام بالرش اليدوي، واللحام برذاذ البلازما، واللحام بالرش بالليزر، وما إلى ذلك.

حققت العملية الشائعة لحام رش القالب - لحام رش البلازما، مؤخرًا اختراقات جديدة في الخارج، مع ترقيات تكنولوجية ووظائف محسنة بشكل كبير، والمعروفة باسم "لحام رش البلازما الدقيقة".

يمكن أن يساعد اللحام برذاذ البلازما الدقيقة شركات القوالب على تقليل تكاليف الاستثمار والمشتريات بشكل كبير، وتكاليف الصيانة واستخدام المواد الاستهلاكية على المدى الطويل، ويمكن للمعدات رش مجموعة واسعة من قطع العمل. إن مجرد استبدال رأس شعلة اللحام بالرش يمكن أن يلبي احتياجات اللحام بالرش لقطع العمل المختلفة.

2.1 ما هو المعنى المحدد لـ "مسحوق لحام سبائك النيكل"

من سوء الفهم اعتبار "النيكل" مادة تكسية، في الواقع، مسحوق اللحام المصنوع من سبائك النيكل عبارة عن سبيكة مكونة من النيكل (Ni)، والكروم (Cr)، والبورون (B) والسيليكون (Si). وتتميز هذه السبيكة بنقطة انصهارها المنخفضة التي تتراوح بين 1020 درجة مئوية إلى 1050 درجة مئوية.

إن العامل الرئيسي الذي يؤدي إلى الاستخدام الواسع النطاق لمساحيق لحام سبائك النيكل (النيكل والكروم والبورون والسيليكون) كمواد تكسية في السوق بأكملها هو أن مساحيق لحام سبائك النيكل ذات أحجام الجسيمات المختلفة قد تم الترويج لها بقوة في السوق. . أيضًا، تم ترسيب السبائك القائمة على النيكل بسهولة عن طريق اللحام بغاز الوقود الأكسجين (OFW) منذ مراحلها الأولى بسبب نقطة انصهارها المنخفضة، ونعومتها، وسهولة التحكم في بركة اللحام.

يتكون لحام غاز وقود الأكسجين (OFW) من مرحلتين متميزتين: المرحلة الأولى، تسمى مرحلة الترسيب، حيث يذوب مسحوق اللحام ويلتصق بسطح قطعة العمل؛ ذاب للضغط وتقليل المسامية.

ولا بد من الإشارة إلى أن ما يسمى بمرحلة إعادة الصهر يتم تحقيقها من خلال الفرق في نقطة الانصهار بين المعدن الأساسي وسبائك النيكل، والتي قد تكون حديد زهر حديدي بنقطة انصهار تتراوح من 1350 إلى 1400 درجة مئوية أو مادة انصهار. نقطة من 1370 إلى 1500 درجة مئوية من الفولاذ الكربوني C40 (UNI 7845–78). إن الفرق في نقطة الانصهار هو الذي يضمن أن سبائك النيكل والكروم والبورون والسيليكون لن تتسبب في إعادة صهر المعدن الأساسي عندما تكون في درجة حرارة مرحلة إعادة الصهر.

ومع ذلك، يمكن أيضًا تحقيق ترسيب سبائك النيكل عن طريق ترسيب خرزة سلكية محكمة دون الحاجة إلى عملية إعادة الصهر: وهذا يتطلب مساعدة لحام قوس البلازما المنقول (PTA).

2.2 مسحوق لحام سبائك النيكل المستخدم في الكسوة / النواة في صناعة الزجاجات

لهذه الأسباب، اختارت صناعة الزجاج بشكل طبيعي السبائك القائمة على النيكل لطلاءات صلبة على الأسطح المثقوبة. يمكن تحقيق ترسيب السبائك القائمة على النيكل إما عن طريق اللحام بغاز وقود الأكسجين (OFW) أو عن طريق رش اللهب الأسرع من الصوت (HVOF)، بينما يمكن تحقيق عملية إعادة الصهر عن طريق أنظمة التسخين التعريفي أو اللحام بغاز وقود الأكسجين (OFW) مرة أخرى . مرة أخرى، يعد الفرق في نقطة الانصهار بين المعدن الأساسي وسبائك النيكل هو الشرط الأساسي الأكثر أهمية، وإلا فلن يكون الكسوة ممكنًا.

يمكن تصنيع سبائك النيكل والكروم والبورون والسيليكون باستخدام تقنية قوس نقل البلازما (PTA)، مثل لحام البلازما (PTAW)، أو لحام غاز التنغستن الخامل (GTAW)، بشرط أن يكون لدى العميل ورشة لتحضير الغاز الخامل.

تختلف صلابة السبائك القائمة على النيكل وفقًا لمتطلبات العمل، ولكنها تتراوح عادةً بين 30 HRC و60 HRC.

2.3 في بيئة درجة الحرارة المرتفعة، يكون ضغط السبائك القائمة على النيكل كبيرًا نسبيًا

تشير الصلابة المذكورة أعلاه إلى الصلابة عند درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، في بيئات التشغيل ذات درجة الحرارة المرتفعة، تقل صلابة السبائك القائمة على النيكل.

كما هو موضح أعلاه، على الرغم من أن صلابة السبائك القائمة على الكوبالت أقل من صلابة السبائك القائمة على النيكل في درجة حرارة الغرفة، فإن صلابة السبائك القائمة على الكوبالت أقوى بكثير من صلابة السبائك القائمة على النيكل في درجات حرارة عالية (مثل تشغيل القوالب درجة حرارة).

الرسم البياني التالي يوضح التغير في صلابة مساحيق اللحام المختلفة مع زيادة درجة الحرارة:

2.4 ما هو المعنى المحدد لـ "مسحوق لحام سبائك الكوبالت"؟

بالنظر إلى الكوبالت كمادة تكسية، فهو في الواقع عبارة عن سبيكة مكونة من الكوبالت (Co)، والكروم (Cr)، والتنغستن (W)، أو الكوبالت (Co)، والكروم (Cr)، والموليبدينوم (Mo). يشار إليها عادة باسم مسحوق اللحام "الأقمار الصناعية"، والسبائك القائمة على الكوبالت تحتوي على كربيدات وبوريدات لتكوين صلابتها الخاصة. تحتوي بعض السبائك القائمة على الكوبالت على 2.5% من الكربون. السمة الرئيسية للسبائك القائمة على الكوبالت هي صلابتها الفائقة حتى في درجات الحرارة المرتفعة.

2.5 المشاكل التي تمت مواجهتها أثناء ترسيب السبائك القائمة على الكوبالت على سطح الثقب/القلب:

ترتبط المشكلة الرئيسية في ترسب السبائك القائمة على الكوبالت بنقطة انصهارها العالية. في الواقع، درجة انصهار السبائك القائمة على الكوبالت هي 1375 ~ 1400 درجة مئوية، وهي تقريبًا نقطة انصهار الفولاذ الكربوني والحديد الزهر. من الناحية النظرية، إذا اضطررنا إلى استخدام لحام غاز الأكسجين (OFW) أو رش اللهب فوق الصوتي (HVOF)، فخلال مرحلة "إعادة الصهر"، سوف يذوب المعدن الأساسي أيضًا.

الخيار الوحيد القابل للتطبيق لترسيب مسحوق أساسه الكوبالت على المثقاب/القلب هو: قوس البلازما المنقول (PTA).

2.6 حول التبريد

كما هو موضح أعلاه، فإن استخدام عمليات لحام غاز وقود الأكسجين (OFW) ورذاذ اللهب الفائق السرعة (HVOF) يعني أن طبقة المسحوق المترسبة يتم ذوبانها والتصاقها في نفس الوقت. في مرحلة إعادة الصهر اللاحقة، يتم ضغط خرزة اللحام الخطية ويتم ملء المسام.

ويمكن ملاحظة أن الاتصال بين السطح المعدني الأساسي وسطح الكسوة يكون مثاليًا ودون انقطاع. اللكمات في الاختبار كانت على نفس خط إنتاج (الزجاجة)، واللكمات باستخدام لحام غاز الوقود الأكسجين (OFW) أو رش اللهب الأسرع من الصوت (HVOF)، واللكمات باستخدام قوس البلازما المنقول (PTA)، كما هو موضح في نفس ضغط الهواء البارد. ، درجة حرارة تشغيل قوس نقل البلازما (PTA) أقل بمقدار 100 درجة مئوية.

2.7 حول التصنيع

تعد عملية التصنيع عملية مهمة جدًا في إنتاج الثقب/اللب. كما هو موضح أعلاه، من غير الملائم جدًا ترسيب مسحوق اللحام (على اللكمات/النوى) مع صلابة منخفضة للغاية عند درجات حرارة عالية. أحد الأسباب يتعلق بالتصنيع الآلي. يعد التشغيل الآلي على مسحوق لحام سبائك صلابة 60HRC أمرًا صعبًا للغاية، مما يجبر العملاء على اختيار المعلمات المنخفضة فقط عند ضبط معلمات أداة الدوران (سرعة أداة الدوران، وسرعة التغذية، والعمق ...). يعد استخدام نفس إجراء اللحام بالرش على مسحوق سبائك 45HRC أسهل بكثير؛ يمكن أيضًا ضبط معلمات أداة الخراطة على مستوى أعلى، وسيكون إكمال المعالجة نفسها أسهل.

2.8 حول وزن مسحوق اللحام المترسب

تتمتع عمليات اللحام بغاز وقود الأكسجين (OFW) ورش اللهب الأسرع من الصوت (HVOF) بمعدلات عالية جدًا لفقد المسحوق، والتي يمكن أن تصل إلى 70٪ في التصاق مادة الكسوة بقطعة العمل. إذا كان لحام رذاذ اللحام يتطلب بالفعل 30 جرامًا من مسحوق اللحام، فهذا يعني أن مسدس اللحام يجب أن يرش 100 جرام من مسحوق اللحام.

إلى حد بعيد، يبلغ معدل فقدان المسحوق لتقنية قوس البلازما المنقول (PTA) حوالي 3% إلى 5%. بالنسبة لنفس قلب النفخ، فإن مسدس اللحام يحتاج فقط إلى رش 32 جرامًا من مسحوق اللحام.

2.9 حول وقت الإيداع

أوقات ترسيب لحام غاز الوقود الأكسجين (OFW) ورش اللهب الأسرع من الصوت (HVOF) هي نفسها. على سبيل المثال، زمن الترسيب وإعادة الصهر لنفس قلب النفخ هو 5 دقائق. تتطلب تقنية قوس البلازما المنقول (PTA) أيضًا نفس 5 دقائق لتحقيق تصلب كامل لسطح قطعة العمل (قوس البلازما المنقول).

الصور أدناه توضح نتائج المقارنة بين هاتين العمليتين واللحام بقوس البلازما المنقول (PTA).

مقارنة اللكمات للكسوة القائمة على النيكل والكسوة القائمة على الكوبالت. وأظهرت نتائج اختبارات التشغيل على نفس خط الإنتاج أن خرامات الكسوة المصنوعة من الكوبالت تدوم لفترة أطول 3 مرات من خرامات الكسوة المصنوعة من النيكل، ولم تظهر خرامات الكسوة المصنوعة من الكوبالت أي "تدهور". الجانب الثالث: الأسئلة وإجابات المقابلة مع السيد كلاوديو كورني خبير اللحام بالرش الإيطالي حول اللحام بالرش الكامل للتجويف

السؤال 1: ما مدى سماكة طبقة اللحام المطلوبة نظريًا للحام بالرش الكامل للتجويف؟ هل يؤثر سمك طبقة اللحام على الأداء؟

الإجابة 1: أقترح أن الحد الأقصى لسمك طبقة اللحام هو 2 ~ 2.5 مم، ويتم ضبط سعة التذبذب على 5 مم؛ إذا استخدم العميل قيمة سُمك أكبر، فقد تواجه مشكلة "المفصل اللفة".

السؤال 2: لماذا لا تستخدم OSC أكبر حجمًا = 30 مم في القسم المستقيم (يوصى بضبط 5 مم)؟ ألن يكون هذا أكثر كفاءة؟ هل هناك أي أهمية خاصة للتأرجح 5 ملم؟

الإجابة 2: أوصي بأن يستخدم القسم المستقيم أيضًا تأرجحًا بمقدار 5 مم للحفاظ على درجة الحرارة المناسبة في القالب؛

إذا تم استخدام أرجوحة 30 مم، فيجب ضبط سرعة رش بطيئة جدًا، وستكون درجة حرارة قطعة العمل مرتفعة جدًا، ويصبح تخفيف المعدن الأساسي مرتفعًا جدًا، وتصل صلابة مادة الحشو المفقودة إلى 10 HRC. هناك اعتبار آخر مهم وهو الضغط الناتج على قطعة العمل (بسبب ارتفاع درجة الحرارة)، مما يزيد من احتمالية التشقق.

مع تأرجح بعرض 5 مم، تكون سرعة الخط أسرع، ويمكن الحصول على أفضل تحكم، ويتم تشكيل زوايا جيدة، ويتم الحفاظ على الخواص الميكانيكية لمواد الحشو، وتكون الخسارة 2 ~ 3 HRC فقط.

س3: ما هي متطلبات تكوين مسحوق اللحام؟ ما هو مسحوق اللحام المناسب للحام بالرش التجويف؟

A3: أوصي بنموذج مسحوق اللحام 30PSP، في حالة حدوث تشقق، استخدم 23PSP على قوالب الحديد الزهر (استخدم نموذج PP على قوالب النحاس).

س4: ما هو سبب اختيار حديد الدكتايل؟ ما هي مشكلة استخدام الحديد الزهر الرمادي؟

الإجابة 4: في أوروبا، نستخدم عادة الحديد الزهر العقدي، لأن الحديد الزهر العقدي (اسمان باللغة الإنجليزية: الحديد الزهر العقدي والحديد الزهر المرن)، تم الحصول على الاسم لأن الجرافيت الموجود فيه موجود في شكل كروي تحت المجهر؛ على عكس طبقات الحديد الزهر الرمادي المشكل على شكل صفيحة (في الواقع، يمكن أن يطلق عليه بشكل أكثر دقة "حديد الزهر المصقول"). تحدد هذه الاختلافات التركيبية الفرق الرئيسي بين حديد الدكتايل والحديد الزهر الرقائقي: تخلق المجالات مقاومة هندسية لانتشار التشققات وبالتالي تكتسب خاصية ليونة مهمة جدًا. علاوة على ذلك، فإن الشكل الكروي للجرافيت، بنفس الكمية، يشغل مساحة سطحية أقل، مما يسبب ضررًا أقل للمادة، وبالتالي الحصول على التفوق المادي. يعود تاريخ استخدام الحديد المرن إلى أول استخدام صناعي له في عام 1948، وقد أصبح بديلاً جيدًا للصلب (وأنواع الحديد الزهر الأخرى)، مما يوفر تكلفة منخفضة وأداءً عاليًا.

أداء انتشار حديد الدكتايل بسبب خصائصه، جنبًا إلى جنب مع سهولة القطع وخصائص المقاومة المتغيرة للحديد الزهر، نسبة سحب / وزن ممتازة

إمكانية تصنيع جيدة

تكلفة منخفضة

تكلفة الوحدة لديها مقاومة جيدة

مزيج ممتاز من خصائص الشد والاستطالة

السؤال 5: أيهما أفضل للمتانة مع الصلابة العالية والصلابة المنخفضة؟

A5: النطاق بأكمله هو 35~21 HRC، أوصي باستخدام مسحوق لحام 30 PSP للحصول على قيمة صلابة قريبة من 28 HRC.

لا ترتبط الصلابة مباشرة بعمر القالب، والفرق الرئيسي في عمر الخدمة هو طريقة "تغطية" سطح القالب والمواد المستخدمة.

اللحام اليدوي، التركيبة الفعلية (مادة اللحام والمعادن الأساسية) للقالب الناتج ليست جيدة مثل بلازما PTA، وغالبًا ما تظهر الخدوش في عملية إنتاج الزجاج.

السؤال 6: كيف يتم اللحام بالرش الكامل للتجويف الداخلي؟ كيفية اكتشاف ومراقبة جودة طبقة اللحام؟

الإجابة 6: أوصي بضبط سرعة مسحوق منخفضة على ماكينة لحام PTA، بحيث لا تزيد عن 10 دورة في الدقيقة؛ بدءًا من زاوية الكتف، حافظ على التباعد بمقدار 5 مم لحام الخرز المتوازي.

أكتب في النهاية:

في عصر التغير التكنولوجي السريع، يدفع العلم والتكنولوجيا تقدم الشركات والمجتمع؛ يمكن تحقيق اللحام بالرش لنفس قطعة العمل من خلال عمليات مختلفة. بالنسبة لمصنع القوالب، بالإضافة إلى مراعاة متطلبات عملائه، والعملية التي يجب استخدامها، يجب أيضًا أن يأخذ في الاعتبار أداء تكلفة استثمار المعدات، ومرونة المعدات، وتكاليف الصيانة والمواد الاستهلاكية للاستخدام اللاحق، وما إذا كان يمكن للمعدات تغطية مجموعة واسعة من المنتجات. لا شك أن اللحام برذاذ البلازما الدقيقة يوفر خيارًا أفضل لمصانع القوالب.