كيفية لحام التنتالوم؟

1. ما هو التنتالوم؟

التنتالوم (Ta) معدن شديد الصلابة، سهل السحب، يتمتع بمقاومة عالية للتآكل، وموصلية كهربائية وحرارية عالية، ويمكن لحامه. يتميز التنتالوم بدرجة انصهار عالية جدًا تبلغ 5463 درجة مئوية أو 3017 درجة فهرنهايت. البنية المجهرية للتنتالوم مكعبة مركزية الجسم (BCC). طحن التنتالوم غير عملي نظرًا لصلابته العالية. بطبيعة الحال، يكون التنتالوم لينًا في شكله النقي.

ولكنه عادةً ما يُسبَك للحصول على خصائص ميكانيكية أعلى. يتميز التنتالوم بمتانة عالية جدًا في درجة حرارة الغرفة ودرجات الحرارة المنخفضة، كما ورد في العديد من الدراسات. يُعد التنتالوم مادة مقاومة للحرارة جيدة نظرًا لارتفاع درجة انصهاره، إلا أن تكلفته عامل رئيسي.

بسبب نقطة انصهاره العالية ومتانته وقوته، يتم استخدام التنتالوم في محركات الطائرات، والمعدات الكهربائية، والغرسات الجراحية، وفي التعامل مع المواد المسببة للتآكل في المختبرات.

2. مواصفات المواد

المواصفات القياسية: ASTM B364، B365، B521، B708 ​​وF560

مواد التنتالوم القياسية وأرقام UNS: R005200، R05400 (تنتالوم نقي)، R05252 (تنجستن مخلوط بنسبة 2.5%)، R05255 (تنجستن بنسبة 10%).

٣. بفضل قابليته الممتازة للتشغيل الآلي ومرونته في درجات الحرارة المنخفضة، يتمتع التنتالوم بقوة جيدة عند درجات حرارة عالية تصل إلى ١٩٢٦ درجة مئوية (٣٥٠٠ درجة فهرنهايت)، مما يجعله سبيكة مثالية لمكونات الطائرات. يمكن تقسيم سبائك التنتالوم إلى فئتين:

1) Ta-10W-2.5Moly، وTa-5W-2.5Moly، وTa-8W-2Hf (سبائك معززة بمحلول صلب)

(2) Ta-9.6W-2.4Hf-0.01C، Ta-6.5W-3.0Re-1.0Hf-0.3Zr-0.025Y وغيرها من أنظمة السبائك المعقدة باستخدام تقوية المحلول الصلب و/أو تقوية التشتت.

الجدول 708 التركيب الكيميائي لرقاقة التنتالوم ASTM B5252 ​​ROXNUMX، %

4. قضيب/سلك لحام لحام التنتالوم TIG

تُجرى معظم عمليات لحام التنتالوم باستخدام تقنية TIG ذاتية التولد، ما يعني عدم الحاجة إلى سلك حشو. في حال الحاجة إلى إضافة سلك حشو، يُمكن قطعه وتصنيعه من نفس المادة المُستخدمة في اللحام. يُمكن قطع أسلاك رفيعة من صفائح التنتالوم بالقص، إذ لا يُسبب القص أي ضرر حراري للمادة، وهو ما قد يُمثل مشكلة في حال استخدام الطحن.

نظرًا لكونه معدنًا شديد التفاعل، يتطلب التنتالوم عناية فائقة أثناء اللحام. بمجرد أن تصل درجة حرارة سطح التنتالوم إلى أكثر من 600 درجة فهرنهايت، يلزم وضع طبقة من الغاز الخامل لمنع هشاشة المادة. استخدم الأرجون أو الهيليوم أو خليطًا منهما للحماية لتجنب هذا الهشاشة. أي هشاشة ناتجة عن امتصاص الأكسجين أو الهيدروجين تؤدي إلى فقدان ليونة المادة. لذلك، يجب لحام التنتالوم في غرفة غاز خامل لتحقيق أقصى قدر من اللدونة في اللحامات.

5. قابلية لحام سبائك التنتالوم

على الرغم من أن التنتالوم يتميز بقابلية لحام جيدة، إلا أنه يحتاج إلى تنظيف جيد قبل الاستخدام، وللحصول على أفضل جودة لحام، يجب لحامه في غرفة غاز خامل. بشكل عام، يتأثر لحام التنتالوم بالعوامل الأربعة التالية:

(1) الشوائب الخلالية،

(2) معلمات اللحام، (3) عناصر السبائك، و(4) البنية الدقيقة للحام

يُعدّ اللحام بالمقاومة بديلاً عن لحام التنتالوم، ويمكن إجراؤه باستخدام المعدات التقليدية. ونظرًا لارتفاع درجة حرارة انصهار التنتالوم مقارنةً بالفولاذ الكربوني أو سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ، يتطلب اللحام بالمقاومة تيارات لحام أعلى. يجب الحفاظ على زمن بقاء اللحام بالمقاومة منخفضًا لتجنب ارتفاع درجة حرارة السطح الخارجي للوصلة الملحومة.