وصل النحاس بالألومنيوم: ما لا يستطيعه اللحام بالانصهار
وصل النحاس بالألومنيوم أمر لا مفر منه في حزم البطاريات وضفائر أسلاك السيارات ووصلات القدرة، وتنفيذه باللحام بالانصهار يبدأ من موقع ضعف ميتالورجي.
لماذا يتعثر اللحام بالانصهار
يذوب النحاس والألومنيوم أحدهما في الآخر في الحالة السائلة، وعند التبريد يترسّبان مجموعةً من المركبات بين الفلزية. ولهذه المركبات خاصتان مشتركتان: أنها قاسية وهشّة، وأنها أسوأ توصيلًا بكثير من كلا المعدنين الأصليين.
والنتيجة وصلة تبدو سليمة لكنها هشّة ميكانيكيًا ورديئة كهربائيًا. وفي الخدمة يبدأ الاهتزاز والدورات الحرارية شقوقًا في الطبقة بين الفلزية، فترتفع مقاومة الوصلة، وتسرّع الحرارة الناتجة عن ذلك التقادم، في حلقة تغذي نفسها.
والأسوأ أن هذه الطبقة تتكوّن كلما وُجد حوض انصهار. وضبط البارامترات قد يجعلها أرق، لكنه لا يزيلها.
الوصل في الحالة الصلبة يتجاوز المشكلة
لا ينتج لحام المعادن بالموجات فوق الصوتية حوض انصهار. فالاهتزاز العالي التردد يفتّت الأكسيد على السطحين، فيلتقي النحاس النظيف بالألومنيوم النظيف تحت القوة ويكوّنان روابط فلزية، مع بقاء درجة الحرارة دون الانصهار بكثير طوال الوقت.
وغياب الطور السائل يعني غياب الانتشار المتبادل الواسع، فيبقى تكوّن المركبات بين الفلزية ضمن نطاق رقيق جدًا، وتُحفظ الخصائص الميكانيكية والكهربائية للوصلة معًا.
وليس هذا مكسبًا من تحسين البارامترات، بل هو مسار عملية مختلف.
نقاط يجب الانتباه إليها
1. حالة السطح أهم مما يُتوقع. فالألومنيوم يتأكسد بسرعة كبيرة وأكسيده أكثف وأقسى من أكسيد النحاس. والاهتزاز فوق الصوتي موجود أصلًا لتكسير ذلك الغشاء، لكن الأكسيد السميك أو الزيت أو طبقة الأنودة على المادة الواردة ترفع الطاقة اللازمة وتقلل الاتساق. وحالة سطح المادة الواردة تدخل ضمن فحص الاستلام.
2. أي المعدنين في الأعلى يغيّر النتيجة. فالألومنيوم ألين ويتشوه أكثر تحت القوة والاهتزاز. ونقش التخشين وتوزيع القوة وترتيب الرصّ كلها تؤثر في كيفية اقتسام الطاقة بين الجانبين؛ حدّد ذلك بالتجارب لا بالافتراض.
3. مساحة اللحام تحكم قدرة حمل التيار. ففي الوصلة الكهربائية يتوقف التيار الذي ستحمله على المساحة الملتحمة فعليًا، لا على حجم اللحام الظاهر. والمساحة غير الكافية تعني تسخينًا موضعيًا عند التيار الاسمي.
4. العدة مادة مستهلكة. فتكسير الأكسيد يعتمد على إمساك نقش التخشين بقطعة الشغل. وما إن يستوي النقش بالتآكل حتى تتوقف الطاقة عن الانتقال وتتدهور الجودة عمومًا. والتدهور تدريجي ويسهل الخلط بينه وبين تقادم الآلة، بينما استبدال العدة كان سيعيد الأمور إلى نصابها.
تطبيقات نمطية
وصل ألسنة الألومنيوم بصفائح الربط النحاسية في بطاريات الجر، والانتقال بين قضبان التوزيع النحاسية والألومنيومية، ووصل السلك النحاسي بأطراف ألومنيومية كبديل عن الكبس.
تغطي معداتنا للحام المعادن بالموجات فوق الصوتية الترددات 20 و30 و35 و40 كيلوهرتز؛ انظروا صفحات آلة اللحام بالموجات فوق الصوتية للاطلاع على الطرازات.
أرسلوا أنواع المواد والسماكات وتكوين الوصلة إلى 1427498429@qq.com، أو اتصلوا على +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.