طرق وخطوات التلدين لتسخين وتشكيل أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم

طرق التسخين المسبق لتشكيلأنابيب فولاذية ذات لحام مستقيم:
1. اختيار المواد المناسبة: بالنسبة للقوالب المعقدة والدقيقة، يُنصح باختيار فولاذ قوالب عالي الجودة مقاوم للتشوه الدقيق. أما فولاذ القوالب الذي يعاني من انفصال كبير للكربيدات، فيُفضل صبه بعناية ثم معالجته حراريًا بالتبريد والتلطيف. ويمكن إجراء معالجة حرارية بالتكرير المزدوج للمحلول الصلب على فولاذ القوالب الأكبر حجمًا وغير القابل للصب. يجب اختيار درجة حرارة التسخين المناسبة والتحكم في سرعة التسخين. بالنسبة للقوالب الدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام التسخين البطيء والتسخين المسبق وطرق التسخين المتوازنة الأخرى لتقليل تشوه القالب الناتج عن المعالجة الحرارية.

٢. يُعدّ اتباع إجراءات المعالجة الحرارية الصحيحة وعملية التلدين الحراري المناسبة من الطرق الفعّالة للحدّ من تشوّه القوالب الدقيقة والمعقدة. غالبًا ما تكون أسباب تشوّه هذه القوالب معقدة، ولكن بمجرد إتقان قواعد التشوّه، ومعرفة أسباب حدوثه، واستخدام أساليب خاصة لمنعه، يُمكن الحدّ من هذا التشوّه والتحكّم فيه.

3. يجب تسخين القوالب الدقيقة والمعقدة مسبقًا للتخلص من الإجهاد المتبقي الناتج أثناء التصنيع. بالنسبة لهذه القوالب، يُنصح، إن سمحت الظروف، باستخدام التبريد بالتسخين الفراغي والمعالجة المبردة بعد التبريد قدر الإمكان. مع الحرص على ضمان صلابة القالب، يُفضل استخدام التبريد المسبق، أو التبريد التدريجي، أو التبريد الدافئ.

٤. يجب أن يكون تصميم القالب معقولاً، مع مراعاة عدم وجود اختلافات كبيرة في السماكة، وأن يكون الشكل متناظراً. بالنسبة للقوالب ذات التشوه الكبير، يجب التحكم في قواعد التشوه وتخصيص هامش للتصنيع. يمكن استخدام تصميم مُركّب للقوالب الكبيرة والدقيقة والمعقدة. بالنسبة لبعض القوالب الدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام المعالجة الحرارية المسبقة، والمعالجة الحرارية للتقادم، والمعالجة الحرارية بالتبريد والتطبيع والنتردة للتحكم في دقة القالب. عند إصلاح عيوب القالب مثل الفقاعات والمسام والتآكل، استخدم معدات ذات تأثير حراري منخفض مثل آلات اللحام البارد لتجنب حدوث تشوه أثناء عملية الإصلاح.

خطوات تلدين أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم: يتم تلدين أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم بتسخين الأنبوب إلى درجة حرارة معينة، ثم الحفاظ عليه دافئًا عند هذه الدرجة، ثم تبريده تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة. تشمل عملية التلدين التلدين، والتلدين الكروي، والتلدين لتخفيف الإجهاد، وغيرها.

١. تُسمى عملية تسخين أنبوب فولاذي إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، والحفاظ عليه دافئًا لفترة من الزمن، ثم تبريده ببطء في الفرن، بالتلدين. والهدف من هذه العملية هو تقليل صلابة الفولاذ والتخلص من عدم انتظام بنيته والإجهاد الداخلي فيه.

٢. سخّن الأنبوب الفولاذي إلى ٧٥٠ درجة مئوية، وحافظ على دفئه لفترة من الزمن، ثم برّده ببطء إلى ٥٠٠ درجة مئوية، ثم برّده في الهواء، وهي عملية تُعرف باسم التلدين الكروي. والهدف منها هو تقليل صلابة الفولاذ وتحسين أدائه في القطع، وتُستخدم بشكل أساسي مع الفولاذ عالي الكربون.

3. تُعرف عملية التلدين تحت الإجهاد لأنابيب الصلب أيضًا باسم التلدين منخفض الحرارة. يُسخّن الصلب إلى درجة حرارة تتراوح بين 500 و600 درجة مئوية، ويُحافظ على دفئه لفترة من الزمن، ثم يُبرّد ببطء داخل الفرن إلى أقل من 300 درجة مئوية، ثم يُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة. لا يتغير التركيب البنيوي أثناء عملية التلدين، ويتم التخلص بشكل أساسي من الإجهاد الداخلي للمعدن.

٤. التطبيع: عملية المعالجة الحرارية التي يتم فيها تسخين أنبوب الصلب إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة بمقدار ٣٠-٥٠ درجة مئوية، مع تثبيتها عند هذه الدرجة لفترة زمنية مناسبة، ثم تبريدها في هواء ساكن، تُسمى التطبيع. الهدف الرئيسي من التطبيع هو تحسين بنية وخواص الصلب والحصول على بنية قريبة من حالة التوازن. بالمقارنة مع عملية التلدين، يتمثل الفرق الرئيسي بين التطبيع والتلدين في أن معدل التبريد في التطبيع أسرع قليلاً، مما يجعل دورة إنتاج المعالجة الحرارية بالتطبيع أقصر. لذلك، عندما يكون كل من التلدين والتطبيع مناسبين لمتطلبات أداء الأجزاء، يُفضل استخدام التطبيع قدر الإمكان.

٥. التبريد السريع: يُسخّن أنبوب الصلب إلى درجة حرارة معينة أعلى من النقطة الحرجة (تتراوح درجة حرارة التبريد السريع للصلب رقم ٤٥ بين ٨٤٠ و٨٦٠ درجة مئوية، بينما تتراوح درجة حرارة التبريد السريع لصلب أدوات الكربون بين ٧٦٠ و٧٨٠ درجة مئوية)، ويُثبّت عند هذه الدرجة لفترة زمنية محددة، ثم يُغمر في الماء بسرعة مناسبة. تُسمى عملية المعالجة الحرارية بالتبريد في الزيت للحصول على بنية المارتنسيت أو البينيت بالتبريد السريع. ويكمن الفرق الرئيسي بين التبريد السريع والتلدين والتطبيع في سرعة التبريد، والتي تهدف إلى الحصول على بنية مارتنسيتية. بنية المارتنسيت هي بنية غير متوازنة تُحصل عليها بعد تبريد الصلب السريع. تتميز بصلابة عالية ولكنها ضعيفة من حيث اللدونة والمتانة. وتزداد صلابة المارتنسيت مع زيادة محتوى الكربون في الصلب.

٦. التلدين: بعد تقوية الأنبوب الفولاذي، يُسخّن إلى درجة حرارة معينة أقل من درجة الحرارة الحرجة، ويُثبّت عند هذه الدرجة لفترة زمنية محددة، ثم يُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة. تُسمى عملية المعالجة الحرارية هذه بالتلدين. عمومًا، لا يمكن استخدام أجزاء الفولاذ المُقسّى مباشرةً، بل يجب تلدينها قبل الاستخدام. نظرًا لصلابة الفولاذ المُقسّى وهشاشته العالية، غالبًا ما يحدث كسر هش عند استخدامه مباشرةً. يُمكن للتلدين إزالة أو تقليل الإجهاد الداخلي، والحد من الهشاشة، وتحسين المتانة؛ من ناحية أخرى، يُمكن تعديل الخواص الميكانيكية للفولاذ المُقسّى لتحقيق الأداء الأمثل. وفقًا لدرجات حرارة التلدين المختلفة، يُمكن تقسيم التلدين إلى ثلاثة أنواع: التلدين بدرجة حرارة منخفضة، والتلدين بدرجة حرارة متوسطة، والتلدين بدرجة حرارة عالية.

1) التصليد بدرجة حرارة منخفضة 150 ~ 250؛ تقليل الإجهاد الداخلي والهشاشة، والحفاظ على صلابة عالية ومقاومة للتآكل بعد التبريد السريع.
2) التصليد بدرجة حرارة متوسطة 350 ~ 500؛ تحسين المرونة والقوة.
3) التلدين بدرجة حرارة عالية (500-650 درجة مئوية): يُطلق على تلدين أجزاء الفولاذ المُقسّى عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية اسم التلدين بدرجة حرارة عالية. بعد التبريد السريع عند درجات حرارة عالية، تتمتع أجزاء الفولاذ المُقسّى بخصائص ميكانيكية شاملة (من حيث القوة والصلابة، واللدونة والمتانة). لذلك، يُعالج الفولاذ متوسط ​​الكربون وسبائك الفولاذ متوسطة الكربون عادةً بالتلدين بدرجة حرارة عالية بعد التبريد السريع. تُستخدم أجزاء الأعمدة في العديد من التطبيقات. يُطلق على عملية التبريد السريع متبوعةً بالتلدين بدرجة حرارة عالية اسم معالجة التبريد والتلدين.