لحام الحديد الزهر

1. مواد اللحام

(1) يعتمد لحام الحديد الزهر بشكل أساسي على استخدام معدن حشو من النحاس والزنك أو معدن حشو من النحاس والفضة. ومن أشهر أنواع معدن الحشو المستخدم في لحام النحاس والزنك: b-cu62znnimusir و b-cu60zusnr و b-cu58znfer. تصل قوة الشد لوصلة الحديد الزهر الملحومة عادةً إلى 120-150 ميجا باسكال. يُضاف إلى معدن الحشو النحاسي الزنك عناصر أخرى مثل المنغنيز والنيكل والقصدير والألومنيوم لزيادة قوة الوصلة الملحومة لتضاهي قوة المعدن الأساسي.

تتميز مادة اللحام النحاسية الفضية بدرجة انصهار منخفضة، مما يمنع حدوث أي تشوهات عند لحام الحديد الزهر. يتميز وصل اللحام بأداء ممتاز، خاصةً مع استخدام مواد لحام تحتوي على النيكل، مثل b-ag50cuzncdni و b-ag40cuznsnni، التي تعزز قوة الترابط بين مادة اللحام والحديد الزهر. وهي مناسبة بشكل خاص للحام الحديد الزهر العقدي، حيث تمنح الوصلة قوة مماثلة للمعدن الأساسي.

(2) عند استخدام النحاس والزنك في لحام الحديد الزهر، يُستخدم بشكل أساسي البوراكس (fb301) أو البوراكس (fb302)، أي البوراكس أو خليط من البوراكس وحمض البوريك. بالإضافة إلى ذلك، يُعدّ الصهر المُكوّن من H3BO3 بنسبة 40%، وLi2CO3 بنسبة 16%، وNa2CO3 بنسبة 24%، وNaF بنسبة 7.4%، وNaCl بنسبة 12.6% أفضل.

عند لحام الحديد الزهر باستخدام معدن حشو من الفضة والنحاس، يمكن اختيار مواد مساعدة مثل fb101 و fb102، أي خليط من البوراكس وحمض البوريك وفلوريد البوتاسيوم وفلوروبورات البوتاسيوم.

2. تقنية اللحام بالنحاس

قبل لحام الحديد الزهر، يجب إزالة الجرافيت والأكاسيد والرمل وبقع الزيت وغيرها من الشوائب الموجودة على سطح المسبوك بعناية. يمكن استخدام التنظيف بالمذيبات العضوية لإزالة بقع الزيت، بينما يمكن استخدام الطرق الميكانيكية مثل السفع الرملي أو السفع بالخردق، أو الطرق الكهروكيميائية لإزالة الجرافيت والأكاسيد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إزالة الجرافيت عن طريق حرقه بلهب مؤكسد.

يمكن تسخين الحديد الزهر باللحام باستخدام اللهب أو الفرن أو الحث. ونظرًا لسهولة تكوّن ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) على سطح الحديد الزهر، فإن فعالية اللحام في جو واقٍ تكون ضعيفة. يُستخدم عادةً مُساعد اللحام (الفيلاج) في عملية اللحام. عند لحام قطع العمل الكبيرة باستخدام معدن حشو من النحاس والزنك، تُرش طبقة من مُساعد اللحام على السطح النظيف أولًا، ثم تُوضع قطع العمل في الفرن للتسخين أو تُسخّن باستخدام شعلة اللحام. عند تسخين قطعة العمل إلى حوالي 800 درجة مئوية، يُضاف مُساعد لحام إضافي، ويُسخّن إلى درجة حرارة اللحام، ثم تُكشط المادة الزائدة عند حافة الوصلة لإذابة اللحام وملء الفجوة. ولتحسين قوة وصلة اللحام، تُجرى معالجة التلدين عند 700-750 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة بعد اللحام، ثم يُبرّد ببطء.

بعد عملية اللحام، يمكن إزالة الفائض من مادة اللحام والرواسب بالغسل بالماء الدافئ. إذا كان من الصعب إزالتها، يمكن تنظيفها بمحلول مائي من حمض الكبريتيك بتركيز 10% أو محلول مائي من حمض الفوسفوريك بتركيز يتراوح بين 5% و10%، ثم تُشطف بالماء النظيف.