Лемљење алуминијума и легура алуминијума

1. Лемљивост

Својство лемљења алуминијума и легура алуминијума је лоше, углавном зато што је оксидни филм на површини тешко уклонити.Алуминијум има велики афинитет према кисеонику.Лако је формирати густ, стабилан и високу тачку топљења оксидни филм Ал2О3 на површини.У исто време, легуре алуминијума које садрже магнезијум такође ће формирати веома стабилан оксидни филм МгО.Они ће озбиљно ометати влажење и ширење лема.И тешко се уклања.Током лемљења, процес лемљења се може изводити само уз одговарајући флукс.

Друго, рад лемљења алуминијума и легура алуминијума је тежак.Тачка топљења алуминијума и легуре алуминијума се не разликује много од оне коришћеног додатног метала за лемљење.Опциони температурни опсег за лемљење је веома узак.Мало неправилна контрола температуре може лако изазвати прегревање или чак топљење основног метала, што отежава процес лемљења.Неке легуре алуминијума ојачане топлотном обрадом ће такође изазвати појаву омекшавања као што је прекомерно старење или жарење услед загревања лемљења, што ће смањити својства лемљених спојева.Током пламеног лемљења, тешко је проценити температуру јер се боја алуминијумске легуре не мења током загревања, што такође повећава захтеве за нивоом рада оператера.

Штавише, на отпорност на корозију лемљених спојева алуминијума и легура алуминијума лако утичу метали за пуњење и флуксови.Потенцијал електроде алуминијума и легуре алуминијума је прилично другачији од потенцијала лема, што смањује отпорност споја на корозију, посебно за меки спој за лемљење.Поред тога, већина флукса који се користи за лемљење алуминијума и легура алуминијума има јаку корозивност.Чак и ако се очисте након лемљења, утицај флукса на отпорност спојева на корозију неће бити потпуно елиминисан.

2. Материјал за лемљење

(1) Лемљење алуминијума и легура алуминијума је ретко коришћена метода, јер су састав и потенцијал електроде додатног и основног метала за лемљење веома различити, што је лако изазвати електрохемијску корозију споја.Меко лемљење углавном користи лем на бази цинка и оловни лем од калаја, који се може поделити на лемљење ниске температуре (150 ~ 260 ℃), лемљење средње температуре (260 ~ 370 ℃) и лемљење високе температуре (370 ~ 430 ℃) према распон температуре.Када се користи лимени оловни лем и бакар или никл се претходно наносе на алуминијумску површину за лемљење, корозија на споју се може спречити, како би се побољшала отпорност споја на корозију.

Лемљење алуминијума и легура алуминијума се широко користи, као што су вођица филтера, испаривач, радијатор и друге компоненте.За лемљење алуминијума и легура алуминијума могу се користити само додатни метали на бази алуминијума, међу којима су најшире коришћени алуминијумски силицијумски додаци.Специфичан обим примене и чврстоћа на смицање лемљених спојева приказани су у табели 8 и табели 9.Међутим, тачка топљења овог лема је блиска оној код основног метала, тако да температуру грејања треба строго и прецизно контролисати током лемљења како би се избегло прегревање или чак топљење основног метала.

Табела 8 Обим примене додатака за лемљење за алуминијум и легуре алуминијума

Табела 9 чврстоћа на смицање спојева алуминијума и легура алуминијума лемљених алуминијумским силицијумским пунилом

Алуминијум-силицијумски лем се обично испоручује у облику праха, пасте, жице или лима.У неким случајевима се користе композитне плоче за лемљење са алуминијумом као језгром и алуминијум-силицијумским лемом као облогом.Ова врста композитне плоче за лемљење је направљена хидрауличком методом и често се користи као део компоненти за лемљење.Током лемљења, додатни метал за лемљење на композитној плочи се топи и тече под дејством капиларе и гравитације како би попунио зазор у споју.

(2) Флукс и заштитни гас за лемљење алуминијума и легура алуминијума, специјални флукс се често користи за уклањање филма.Органски флукс на бази триетаноламина, као што је фс204, користи се са меким лемом на ниској температури.Предност овог флукса је што има мали ефекат корозије на основни метал, али ће произвести велику количину гаса, што ће утицати на влажење и заптивање лема.Реактивни флукс на бази цинк хлорида, као што су фс203 и фс220а, користи се са меким лемом средње температуре и високе температуре.Реактивни флукс је веома корозиван и његови остаци се морају уклонити након лемљења.

Тренутно, лемљењем алуминијума и легура алуминијума и даље доминира уклањање филма флукса.Коришћени флукс за лемљење укључује флукс на бази хлорида и флукс на бази флуорида.Флукс на бази хлорида има јаку способност уклањања оксидног филма и добру флуидност, али има велики корозивни ефекат на основни метал.Његови остаци морају бити потпуно уклоњени након лемљења.Флукс на бази флуорида је нова врста флукса, који има добар ефекат уклањања филма и нема корозију основног метала.Међутим, има високу тачку топљења и лошу термичку стабилност и може се користити само са алуминијумским силицијумским лемом.

Приликом лемљења алуминијума и легура алуминијума често се користи вакуум, неутрална или инертна атмосфера.Када се користи вакуумско лемљење, степен вакуума ће генерално достићи ред од 10-3па.Када се за заштиту користи гас азот или аргон, његова чистоћа мора бити веома висока, а тачка росе мора бити нижа од -40 ℃

3. Технологија лемљења

Лемљење алуминијума и легура алуминијума има високе захтеве за чишћење површине радног предмета.Да би се постигао добар квалитет, мрље од уља и оксидни филм са површине морају се уклонити пре лемљења.Уклоните мрљу од уља на површини воденим раствором На2ЦО3 на температури од 60 ~ 70 ℃ у трајању од 5 ~ 10 минута, а затим исперите чистом водом;Површински оксидни филм се може уклонити нагризањем воденим раствором НаОХ на температури од 20 ~ 40 ℃ током 2 ~ 4 мин, а затим испрати топлом водом;Након уклањања мрље од уља и оксидног филма на површини, радни предмет се третира воденим раствором ХНО3 за сјај у трајању од 2 ~ 5 минута, затим се очисти у текућој води и на крају осуши.Радни предмет третиран овим методама не сме се додиривати или контаминирати другом прљавштином, и треба лемити у року од 6 ~ 8 сати.Боље је одмах лемљење ако је могуће.

Методе лемљења алуминијума и легура алуминијума углавном укључују лемљење пламеном, лемљење лемљењем и лемљење у пећи.Ове методе углавном користе флукс за лемљење и имају строге захтеве у погледу температуре грејања и времена држања.Током лемљења пламеном и лемљења лемљењем, избегавајте загревање флукса директно од извора топлоте како бисте спречили прегревање и квар флукса.Пошто се алуминијум може растворити у меком лему са високим садржајем цинка, загревање треба прекинути када се спој формира да би се избегла корозија основног метала.У неким случајевима, лемљење алуминијума и легура алуминијума понекад не користи флукс, већ користи ултразвучне методе или методе стругања за уклањање филма.Када користите стругање за уклањање филма за лемљење, прво загрејте радни предмет на температуру лемљења, а затим остружите део за лемљење радног комада крајем лемне шипке (или алатом за стругање).Док разбија површински оксидни филм, крај лема ће се истопити и навлажити основни метал.

Методе лемљења алуминијума и легура алуминијума углавном укључују лемљење пламеном, лемљење у пећи, лемљење потапањем, лемљење у вакууму и лемљење заштићено гасом.Лемљење пламеном се углавном користи за мале обратке и производњу појединачних комада.Да би се избегао неуспех флукса услед контакта између нечистоћа у ацетилену и флукса када се користи пламен оксиацетилена, прикладно је користити бензински компресовани ваздух са благом редукцијом да би се спречила оксидација основног метала.Током специфичног лемљења, флукс за лемљење и додатни метал се могу унапред поставити на место лемљења и загрејати истовремено са радним предметом;Радни предмет се такође може прво загрејати до температуре лемљења, а затим се лем натопљен флуксом може послати у положај лемљења;Након што се флукс и додатни метал истопи, пламен за грејање ће се полако уклонити након што се додатни метал равномерно напуни.

Приликом лемљења алуминијума и легура алуминијума у ​​ваздушној пећи, додатни метал за лемљење треба да буде унапред подешен, а флукс за лемљење ће се растопити у дестилованој води да би се припремио густи раствор са концентрацијом од 50% ~ 75%, а затим премазати или прскати на површина лемљења.Одговарајућа количина прашкастог флукса за лемљење такође се може покрити на допунском металу за лемљење и површини лемљења, а затим се склопљени завар ставља у пећ за загревање лемљења.Да би се спречило прегревање или чак топљење основног метала, температура грејања мора бити строго контролисана.

Лем од пасте или фолије се углавном користи за лемљење алуминијума и легура алуминијума потапањем.Састављени радни предмет треба претходно загрејати пре лемљења како би његова температура била блиска температури лемљења, а затим потопљена у флукс за лемљење за лемљење.Током лемљења, температура лемљења и време лемљења морају бити строго контролисани.Ако је температура превисока, основни метал се лако раствара и лем се лако губи;Ако је температура прениска, лем није довољно топљен, а брзина лемљења се смањује.Температура лемљења ће се одредити у складу са врстом и величином основног метала, саставом и тачком топљења додатног метала, и генерално је између температуре ликвидуса метала за пуњење и температуре солидуса основног метала.Време потапања радног предмета у купатилу са флуксом мора да обезбеди да се лем може потпуно растопити и тећи, а време потпоре не би требало да буде предуго.У супротном, силицијумски елемент у лему може да дифундује у основни метал, чинећи основни метал у близини шава крхким.

Код вакуумског лемљења алуминијума и легура алуминијума, активатори за рад са металом се често користе за модификовање површинског оксидног филма алуминијума и обезбеђивање влажења и ширења лема.Магнезијум се може директно користити на радном предмету у облику честица, или унети у зону лемљења у облику паре, или се магнезијум може додати у алуминијум силицијумски лем као елемент легуре.За радни предмет са сложеном структуром, како би се обезбедио потпуни ефекат пара магнезијума на основни метал и побољшао квалитет лемљења, често се предузимају мере локалног процеса заштите, односно радни предмет се прво ставља у кутију од нерђајућег челика (обично познат као процесна кутија), а затим се ставља у вакуумску пећ за загревање лемљења.Вакуумски лемљени спојеви алуминијума и легуре алуминијума имају глатку површину и густе лемљене спојеве и не морају се чистити након лемљења;Међутим, опрема за вакуумско лемљење је скупа, а пара магнезијума озбиљно загађује пећ, тако да је потребно често чистити и одржавати.

Приликом лемљења алуминијума и легура алуминијума у ​​неутралној или инертној атмосфери, за уклањање филма може се користити магнезијумски активатор или флукс.Када се активатор магнезијума користи за уклањање филма, потребна количина магнезијума је много нижа од оне код вакуумског лемљења.Генерално, в (мг) је око 0,2% ~ 0,5%.Када је садржај магнезијума висок, квалитет зглоба ће бити смањен.НОЦОЛОК метода лемљења која користи флукс флуора и заштиту азота је нова метода која се брзо развила последњих година.Пошто остатак флуоридног флукса не апсорбује влагу и није корозиван за алуминијум, процес уклањања остатка флукса након лемљења може се изоставити.Под заштитом азота потребно је премазати само малу количину флуоридног флукса, додатни метал може добро навлажити основни метал, а лако је добити висококвалитетне лемљене спојеве.Тренутно се овај НОЦОЛОК метод лемљења користи у масовној производњи алуминијумских радијатора и других компоненти.

За алуминијум и легуру алуминијума лемљене са флуксом који није флуорид, остатак флукса се мора потпуно уклонити након лемљења.Остатак органског флукса за лемљење за алуминијум може се опрати органским растворима као што су метанол и трихлоретилен, неутралисати воденим раствором натријум хидроксида и на крају очистити топлом и хладном водом.Хлорид је остатак флукса за лемљење алуминијума, који се може уклонити према следећим методама;Прво потопите у врућу воду на 60 ~ 80 ℃ 10 минута, пажљиво очистите остатке на лемљеном споју четком и очистите хладном водом;Затим га потопите у 15% водени раствор азотне киселине 30 минута и на крају исперите хладном водом.