اللحام بالمقاومة هو طريقة موثوقة ومنخفضة التكلفة وفعالة لربط قطعتين أو أكثر من المعدن معًا بشكل دائم.في حين أن اللحام بالمقاومة هو عملية لحام حقيقية ، فلا يوجد معدن حشو ، ولا يوجد غاز لحام.لا يوجد معدن فائض يمكن إزالته بعد اللحام.هذه الطريقة مناسبة للإنتاج بالجملة.اللحامات صلبة وبالكاد ملحوظة.

تاريخياً ، تم استخدام اللحام بالمقاومة بشكل فعال للانضمام إلى معادن عالية المقاومة مثل الحديد وسبائك النيكل.تجعل الموصلية الكهربائية والحرارية العالية لسبائك النحاس عملية اللحام أكثر تعقيدًا ، ولكن معدات اللحام التقليدية غالبًا ما تتمتع بالقدرة على صنع هذه السبيكة تتمتع بلحام كامل بجودة جيدة.باستخدام تقنيات اللحام بالمقاومة المناسبة ، يمكن لحام نحاس البريليوم بنفسه ولسبائك النحاس الأخرى والصلب.سبائك النحاس التي يقل سمكها عن 1.00 مم أسهل في اللحام بشكل عام.

عمليات اللحام بالمقاومة شائعة الاستخدام في لحام مكونات نحاس البريليوم ولحام البقعة ولحام الإسقاط.تحدد سماكة قطعة العمل ، والمادة المصنوعة من السبائك ، والمعدات المستخدمة وحالة السطح المطلوبة مدى ملاءمة العملية المعنية.تقنيات اللحام بالمقاومة الأخرى شائعة الاستخدام ، مثل اللحام باللهب واللحام التناكبي ولحام اللحام وما إلى ذلك ، لا يتم استخدامها بشكل شائع لسبائك النحاس ولن تتم مناقشتها.سبائك النحاس سهلة اللحام بالنحاس.

مفاتيح اللحام بالمقاومة هي التيار والضغط والوقت.يعد تصميم الأقطاب الكهربائية واختيار مواد الإلكترود مهمين للغاية لضمان جودة اللحام.نظرًا لوجود الكثير من الأدبيات حول اللحام بالمقاومة للفولاذ ، فإن المتطلبات العديدة لحام النحاس البريليوم المعروضة هنا تشير إلى نفس السماكة.لا يعد اللحام بالمقاومة علمًا دقيقًا ، كما أن معدات وإجراءات اللحام لها تأثير كبير على جودة اللحام.لذلك ، تم تقديمه هنا كدليل فقط ، يمكن استخدام سلسلة من اختبارات اللحام لتحديد ظروف اللحام المثلى لكل تطبيق.

نظرًا لأن معظم ملوثات سطح قطعة العمل تتمتع بمقاومة كهربائية عالية ، يجب تنظيف السطح بشكل روتيني.يمكن للأسطح الملوثة أن تزيد من درجة حرارة التشغيل للقطب الكهربي ، وتقلل من عمر طرف القطب ، وتجعل السطح غير قابل للاستخدام ، وتتسبب في انحراف المعدن عن منطقة اللحام.تسبب في لحام أو بقايا زائفة.يتم إرفاق طبقة رقيقة جدًا من الزيت أو مادة حافظة بالسطح ، والذي لا يعاني عمومًا من مشاكل في اللحام بالمقاومة ، كما أن النحاس البريليوم المطلي بالكهرباء على السطح يعاني من أقل مشاكل اللحام.

يمكن تنظيف نحاس البريليوم الذي يحتوي على مواد تشحيم زائدة غير دهنية أو قابلة للغسل أو الختم بالمذيبات.إذا تعرض السطح لصدأ شديد أو تأكسد السطح بالمعالجة الحرارية الخفيفة ، فيجب غسله لإزالة الأكسيد.على عكس أكسيد النحاس البني المحمر المرئي للغاية ، يصعب اكتشاف أكسيد البريليوم الشفاف الموجود على سطح الشريط (الناتج عن المعالجة الحرارية في غاز خامل أو مختزل) ، ولكن يجب أيضًا إزالته قبل اللحام.

سبائك النحاس البريليوم

هناك نوعان من سبائك النحاس البريليوم.تتمتع سبائك النحاس البريليوم عالية القوة (سبائك 165 ، 15 ، 190 ، 290) بقوة أعلى من أي سبيكة نحاسية وتستخدم على نطاق واسع في الموصلات الكهربائية والمفاتيح والينابيع.تبلغ الموصلية الكهربائية والحرارية لهذه السبيكة عالية القوة حوالي 20٪ من تلك الموجودة في النحاس النقي ؛سبائك النحاس البريليوم عالية الموصلية (سبائك 3.10 و 174) لها قوة أقل ، وموصليةها الكهربائية حوالي 50٪ من النحاس النقي ، المستخدم في موصلات ومرحلات الطاقة.سبائك النحاس البريليوم عالية القوة أسهل في مقاومة اللحام بسبب الموصلية الكهربائية المنخفضة (أو المقاومة العالية).

يكتسب نحاس البريليوم قوته العالية بعد المعالجة الحرارية ، ويمكن توفير كل من سبائك النحاس البريليوم في حالة التسخين المسبق أو المعالجة الحرارية.يجب أن يتم توفير عمليات اللحام بشكل عام في حالة معالجة حرارية.يجب إجراء عملية اللحام بشكل عام بعد المعالجة الحرارية.في اللحام المقاوم لنحاس البريليوم ، عادة ما تكون المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة جدًا ، ولا يلزم وجود قطعة عمل من النحاس البريليوم للمعالجة الحرارية بعد اللحام.سبيكة M25 عبارة عن منتج قضيب نحاسي من البريليوم خالٍ من القطع.بما أن هذه السبيكة تحتوي على الرصاص ، فهي غير مناسبة للحام بالمقاومة.

لحام البقعة المقاومة

يحتوي نحاس البريليوم على مقاومة أقل وموصلية حرارية أعلى ومعامل تمدد أكثر من الفولاذ.بشكل عام ، يتمتع نحاس البريليوم بنفس قوة الفولاذ أو أعلى منه.عند استخدام لحام البقعة المقاومة (RSW) ، نحاس البريليوم نفسه أو نحاس البريليوم وسبائك أخرى ، استخدم تيار لحام أعلى (15٪) ، جهد أقل (75٪) ووقت لحام أقصر (50٪).يتحمل نحاس البريليوم ضغوط لحام أعلى من سبائك النحاس الأخرى ، ولكن يمكن أيضًا أن تحدث المشكلات بسبب الضغوط المنخفضة جدًا.

للحصول على نتائج متسقة في سبائك النحاس ، يجب أن تكون معدات اللحام قادرة على التحكم بدقة في الوقت والتيار ، ويفضل استخدام معدات اللحام بالتيار المتردد نظرًا لانخفاض درجة حرارة القطب الكهربائي والتكلفة المنخفضة.أعطت أوقات اللحام من 4-8 دورات نتائج أفضل.عند لحام المعادن ذات معاملات التمدد المماثلة ، يمكن للحام المائل واللحام بالتيار الزائد التحكم في تمدد المعدن للحد من الخطر الخفي لشقوق اللحام.يتم لحام نحاس البريليوم وسبائك النحاس الأخرى بدون إمالة ولحام التيار الزائد.في حالة استخدام اللحام المائل واللحام بالتيار الزائد ، يعتمد عدد المرات على سمك قطعة العمل.

في اللحام النقطي بالمقاومة لنحاس البريليوم والصلب ، أو سبائك أخرى عالية المقاومة ، يمكن الحصول على توازن حراري أفضل باستخدام أقطاب كهربائية ذات أسطح تلامس أصغر على جانب واحد من نحاس البريليوم.يجب أن يكون لمواد الإلكترود التي تلامس نحاس البريليوم موصلية أعلى من قطعة العمل ، ويكون قطب مجموعة RWMA2 مناسبًا.تحتوي الأقطاب الكهربائية المعدنية المقاومة للصهر (التنجستن والموليبدينوم) على نقاط انصهار عالية جدًا.لا يوجد ميل للالتصاق بنحاس البريليوم.13 و 14 قطب كهربائي متوفرة أيضا.ميزة المعادن المقاومة للصهر هي مدة خدمتها الطويلة.ومع ذلك ، بسبب صلابة هذه السبائك ، قد يكون من الممكن حدوث تلف في السطح.تساعد الأقطاب الكهربائية المبردة بالماء في التحكم في درجة حرارة الطرف وإطالة عمر القطب الكهربائي.ومع ذلك ، عند لحام أجزاء رقيقة جدًا من نحاس البريليوم ، يمكن أن يؤدي استخدام الأقطاب الكهربائية المبردة بالماء إلى تبريد المعدن.

إذا كان فرق السماكة بين نحاس البريليوم وسبائك المقاومة العالية أكبر من 5 ، فيجب استخدام لحام الإسقاط بسبب نقص التوازن الحراري العملي.

لحام إسقاط المقاومة

يمكن حل العديد من مشاكل نحاس البريليوم في اللحام النقطي بالمقاومة من خلال لحام مقاومة الإسقاط (RpW).نظرًا لمنطقتها الصغيرة المتأثرة بالحرارة ، يمكن إجراء عمليات متعددة.من السهل لحام المعادن المختلفة ذات السماكات المختلفة.تُستخدم الأقطاب الكهربائية ذات المقطع العرضي الواسع وأشكال الأقطاب الكهربائية المختلفة في لحام الإسقاط بالمقاومة لتقليل التشوه والالتصاق.الموصلية الكهربائية مشكلة أقل من اللحام النقطي بالمقاومة.يشيع استخدام أقطاب 2 و 3 و 4 قطب ؛كلما كان القطب أصعب ، كلما طالت الحياة.

لا تخضع سبائك النحاس اللينة لحام الإسقاط بالمقاومة ، ونحاس البريليوم قوي بما يكفي لمنع تكسير النتوءات المبكرة وتوفير لحام كامل للغاية.يمكن أيضًا لحام نحاس البريليوم بسمك أقل من 0.25 مم.كما هو الحال مع اللحام النقطي بالمقاومة ، عادة ما تستخدم معدات التيار المتردد.

عند لحام المعادن غير المتشابهة ، توجد النتوءات في سبائك موصلة أعلى.نحاس البريليوم مرن بدرجة كافية لكمة أو بثق أي شكل محدب تقريبًا.بما في ذلك أشكال حادة جدا.يجب تشكيل قطعة عمل نحاسية البريليوم قبل المعالجة الحرارية لتجنب التشقق.

مثل اللحام النقطي بالمقاومة ، تتطلب عمليات لحام الإسقاط النحاسي البريليوم بشكل روتيني تيارًا أعلى.يجب تنشيط الطاقة مؤقتًا وعالية بما يكفي لتسبب ذوبان النتوء قبل أن يتشقق.يتم ضبط وقت وضغط اللحام للتحكم في كسر النتوءات.يعتمد ضغط ووقت اللحام أيضًا على هندسة الاهتزازات.سيقلل ضغط الانفجار من عيوب اللحام قبل اللحام وبعده.

التعامل الآمن مع نحاس البريليوم

مثل العديد من المواد الصناعية ، يعتبر نحاس البريليوم خطرًا على الصحة عند التعامل معه بشكل غير صحيح.يعتبر نحاس البريليوم آمنًا تمامًا في شكله الصلب المعتاد وفي الأجزاء النهائية وفي معظم عمليات التصنيع.ومع ذلك ، في نسبة صغيرة من الأفراد ، قد يؤدي استنشاق الجزيئات الدقيقة إلى تدهور حالة الرئة.يمكن أن يؤدي استخدام عناصر تحكم هندسية بسيطة ، مثل عمليات التنفيس التي تولد غبارًا ناعمًا ، إلى تقليل المخاطر.

نظرًا لأن صهر اللحام صغير جدًا وغير مفتوح ، فلا يوجد خطر خاص عند التحكم في عملية لحام النحاس بمقاومة البريليوم.إذا كانت هناك حاجة لعملية التنظيف الميكانيكي بعد اللحام ، فيجب أن يتم ذلك عن طريق تعريض العمل لبيئة جسيمات دقيقة.