لماذا لا يذيب لحام المعادن بالموجات فوق الصوتية المعدن الأساس

أول سؤال يُطرح عن لحام المعادن بالموجات فوق الصوتية هو السؤال نفسه عادةً: من دون تسخين ومن دون معدن مالئ، كيف تلتحم قطعتان معدنيتان أصلًا؟

الجواب أن هذه العملية لا تسلك طريق «الانصهار ثم التجمّد».

ما يحدث فعليًا

أثناء اللحام يضغط السونوترود قطعتي الشغل إحداهما على الأخرى بقوة ساكنة، بينما يهتز عرضيًا بأكثر من عشرين ألف دورة في الثانية.

وتحمل الأسطح المعدنية دائمًا غشاءً من الأكسيد مع زيت ورطوبة ممتصّين، وهذا الغشاء هو ما يمنع تلامس المعدن بالمعدن. وأول ما يفعله الاهتزاز هو تفتيت ذلك الغشاء وإزاحته نحو حواف منطقة اللحام.

وحين يزول الغشاء يلتقي المعدن النظيف الطازج في الجانبين تحت القوة، فتدخل الذرات ضمن مدى التفاعل وتتكوّن الروابط الفلزية مباشرة. وترتفع الحرارة بالفعل — فالاحتكاك يولّد حرارة دائمًا — لكنها تبقى دون نقطة الانصهار بكثير. ويبقى المعدن الأساس صلبًا طوال العملية؛ ولا وجود لحوض انصهار.

هذا هو معنى الوصل في الحالة الصلبة.

ما يترتب على عدم الانصهار

لا منطقة متأثرة بالحرارة. فاللحام بالانصهار يترك حول اللحام حلقةً من مادة تغيّرت حراريًا، فيها نمو للحبيبات وتغير في الصلادة والمطيلية. أما الوصل في الحالة الصلبة فيُدخل حرارة قليلة مركَّزة عند الوصلة، فتبقى بنية المادة الأساسية وخصائصها من دون تغيير جوهري. ويهم هذا خصوصًا في قضبان التوزيع النحاسية ورقائق الألومنيوم المصلَّدة بالتشغيل البارد، حيث كان اللحام بالانصهار سيمحو ذلك التقوية بالتلدين.

يمكن تجنب المركبات بين الفلزية الهشة. وهذا هو جوهر وصل النحاس بالألومنيوم. فما إن ينصهر النحاس والألومنيوم معًا حتى ينتج التبريد مجموعةً من المركبات بين الفلزية القاسية والهشة؛ فتبدو الوصلة ملحومة لكنها تتشقق تحت الاهتزاز. ومن دون حوض انصهار يمكن إبقاء تكوّن تلك المركبات عند مستوى منخفض جدًا.

المقطع الناقل للتيار يبقى سليمًا. فاللحام رابطة فلزية متصلة بلا طبقة معدن مالئ ولا أكسيد محتجز ولا مسامية. وبالنسبة إلى الوصلات الكهربائية تكون مقاومة الوصلة منخفضة ومستقرة.

لا مواد مستهلكة. لا لحام قصديري، ولا مادة صهارة، ولا غاز واقٍ — ما يوفّر كلفة المستهلكات ويزيل مشكلة تنظيف بقايا الصهارة، وهي مصدر إزعاج حقيقي في تصنيع الإلكترونيات والبطاريات.

أين الحدود

الوصل في الحالة الصلبة ليس عامًا، ونطاقه محدد جيدًا.

يناسب المعادن غير الحديدية اللدنة الموصلة — النحاس والألومنيوم والنيكل والذهب والفضة وسبائكها. أما الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ فيمكن لحامهما لكن بطاقة أكبر بكثير وشروط أضيق.

السُمك محدود. فالاهتزاز لا ينفع إلا حين يبلغ الوصلة، والقطعة السميكة تستهلك الطاقة في الطريق. والمجال الطبيعي هو الرقائق والصفائح الرقيقة وضفائر الأسلاك وألسنة البطاريات، لا المقاطع الإنشائية.

الوصلة تراكبية في جوهرها. فالعملية تعتمد على حركة نسبية بين سطحين متوازيين، ولذا تناسب التراكب لا الوصلات التناكبية.

تطبيقات نمطية

ألسنة البطاريات وصفائح الربط، ووصلات ضفائر الأسلاك وأطرافها، وقضبان التوزيع النحاسية في المحولات والمحركات، وإحكام أنابيب دوائر التبريد. والقاسم المشترك بينها: أن الوصلة يجب أن تنقل التيار أو تمنع التسريب، وأن المادة لدنة ورقيقة، وأنه لا يمكن التسامح مع تلوث المعدن المالئ ولا مع الضرر الحراري.

تغطي معداتنا للحام المعادن بالموجات فوق الصوتية الترددات 20 و30 و35 و40 كيلوهرتز، ويُختار التردد بحسب سُمك قطعة الشغل ومساحة اللحام. والطرازات والمواصفات مذكورة في صفحات آلة اللحام بالموجات فوق الصوتية.

أرسلوا الرسومات أو العينات إلى 1427498429@qq.com، أو اتصلوا على ‎+86 769 8202 9510 / ‎+86 137 6001 0932.