خصائص اللحام للمواد المعدنية الشائعة [الفولاذ الكربوني]

تُعدّ اللحام بالليزر مناسبًا للحام مجموعة متنوعة من المواد. فكثافة الطاقة العالية لليزر وسرعة اللحام العالية تجعل منطقة اللحام والحرارة المتأثرة به صغيرة جدًا. ويمكن تعديل التركيب الكيميائي للحام وفقًا لمتطلبات بنية اللحام المختلفة، كما يُمكن الحصول على أفضل أداء للحام من خلال التحكم في ظروف اللحام.

الفولاذ الكربوني

يتمتع الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض السبائك بقدرة جيدة على اللحام، ولكن عند استخدام اللحام بالليزر، يجب ألا يتجاوز محتوى الكربون في المادة (مكافئ الكربون C) 0.25٪.

صيغة حساب مكافئ الكربون:

C=C%+Mn/6%+Ni/15%+Cr/13%+Cu/13%+Mo/4%

بالنسبة للمواد التي يزيد مكافئ الكربون فيها عن 0.3%، يزداد ميل اللحام للتشقق البارد. لذا، يُنصح بمراعاة انكماش معين في اللحام عند التصميم لتقليل الإجهاد المتبقي وميل اللحام للتشقق في منطقة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة. عند لحام مادة ذات مكافئ كربون أكبر من 0.3% مع مادة أخرى ذات مكافئ كربون أقل من 0.3%، يُفيد اللحام المائل في الحد من تحول المارتنسيت وتقليل تكوّن الشقوق. وعندما يكون مكافئ الكربون للمادة أكبر من 0.3%، يُمكن أيضًا تقليل ميل اللحام للتشقق عن طريق خفض سرعة التبريد.

نظرًا لأن درجة تبخر الزنك (903 درجة مئوية) في الفولاذ المجلفن أقل بكثير من درجة انصهار الفولاذ (1535 درجة مئوية)، فإن تبخر الزنك أثناء عملية اللحام يُسبب مسامات كبيرة في اللحام، مما يجعل استخدام اللحام بالليزر، وخاصة اللحام النافذ، صعبًا. تُجرى حاليًا تجارب لضبط فجوة 0.1 مم بين المادتين العلوية والسفلية لتصريف بخار الزنك من هذه الفجوة، إلا أن ضبط هذه الفجوة في الإنتاج الفعلي أمرٌ صعب.

يؤثر محتوى الكبريت والفوسفور بشكل ملحوظ على تشقق اللحام. فالفولاذ الذي يحتوي على نسبة كبريت أعلى من 0.04% أو نسبة فوسفور أعلى من 0.04% يكون أكثر عرضة للتشقق أثناء اللحام بالليزر.

سطح الفولاذ الكربوني، نظراً لارتفاع نسبة الكربون على سطحه، يسهل تكوين تشققات التصلب والتشققات فيطبقة الكربون، عادة ما تكون غير مناسبة للحام بالليزر.