Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının lehimlenmesi

1. Lehimlenebilirlik

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimleme özelliği, esas olarak yüzeydeki oksit filminin çıkarılması zor olduğu için zayıftır.Alüminyumun oksijen için büyük bir afinitesi vardır.Yüzeyde yoğun, kararlı ve yüksek erime noktalı Al2O3 oksit filmi oluşturmak kolaydır.Aynı zamanda, magnezyum içeren alüminyum alaşımları da çok kararlı bir oksit filmi MgO oluşturacaktır.Lehimin ıslanmasını ve yayılmasını ciddi şekilde engellerler.Ve çıkarılması zor.Lehimleme sırasında, lehimleme işlemi sadece uygun eritken ile gerçekleştirilebilir.

İkincisi, alüminyum ve alüminyum alaşımlı sert lehimlemenin çalışması zordur.Alüminyum ve alüminyum alaşımının erime noktası, kullanılan sert lehim dolgu metalinden çok farklı değildir.Lehimleme için isteğe bağlı sıcaklık aralığı çok dardır.Biraz yanlış sıcaklık kontrolünün, ana metalin aşırı ısınmasına ve hatta erimesine neden olması kolaydır, bu da sert lehimleme işlemini zorlaştırır.Isıl işlemle güçlendirilmiş bazı alüminyum alaşımları, sert lehimli bağlantıların özelliklerini azaltacak olan aşırı yaşlanma veya sert lehimleme nedeniyle tavlama gibi yumuşama olaylarına da neden olacaktır.Alevle lehimleme sırasında, alüminyum alaşımının rengi ısıtma sırasında değişmediği için sıcaklığı değerlendirmek zordur, bu da operatörün çalışma seviyesi için gereksinimleri artırır.

Ayrıca, alüminyum ve alüminyum alaşımlı lehimli bağlantıların korozyon direnci, dolgu metalleri ve eritkenlerden kolayca etkilenir.Alüminyum ve alüminyum alaşımının elektrot potansiyeli, özellikle yumuşak lehim bağlantısı için bağlantının korozyon direncini azaltan lehiminkinden oldukça farklıdır.Ayrıca, alüminyum ve alüminyum alaşımlarının lehimlenmesinde kullanılan eritkenlerin çoğu güçlü aşındırıcılığa sahiptir.Lehimlemeden sonra temizlenseler bile, akıların bağlantıların korozyon direnci üzerindeki etkisi tamamen ortadan kaldırılmayacaktır.

2. Lehimleme malzemesi

(1) Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimlenmesi, nadiren kullanılan bir yöntemdir, çünkü lehimleme dolgu metalinin ve ana metalin bileşimi ve elektrot potansiyeli çok farklıdır ve bu da bağlantıda elektrokimyasal korozyona neden olması kolaydır.Yumuşak lehimleme esas olarak, düşük sıcaklık lehimi (150 ~ 260 ℃), orta sıcaklık lehimi (260 ~ 370 ℃) ve yüksek sıcaklık lehimi (370 ~ 430 ℃) olarak ayrılabilen çinko bazlı lehim ve kalay kurşun lehim kullanır. sıcaklık aralığı.Kalay kurşun lehim kullanıldığında ve lehimleme için alüminyum yüzey üzerine önceden bakır veya nikel kaplandığında, bağlantının korozyon direncini iyileştirmek için bağlantı arayüzünde korozyon önlenebilir.

Filtre kılavuzu, buharlaştırıcı, radyatör ve diğer bileşenler gibi alüminyum ve alüminyum alaşımlarının lehimlenmesi yaygın olarak kullanılmaktadır.Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimlenmesi için sadece alüminyum esaslı dolgu metalleri kullanılabilir, bunlar arasında en yaygın olarak alüminyum silikon dolgu metalleri kullanılır.Lehimli bağlantıların özel uygulama kapsamı ve kesme mukavemeti sırasıyla Tablo 8 ve tablo 9'da gösterilmektedir.Bununla birlikte, bu lehimin erime noktası ana metalinkine yakındır, bu nedenle aşırı ısınmayı ve hatta ana metalin erimesini önlemek için lehimleme sırasında ısıtma sıcaklığı sıkı ve doğru bir şekilde kontrol edilmelidir.

Tablo 8, alüminyum ve alüminyum alaşımları için sert lehim dolgu metallerinin uygulama kapsamı

Tablo 9 Alüminyum silikon dolgu metalleri ile lehimlenmiş alüminyum ve alüminyum alaşımlı bağlantıların kesme mukavemeti

Alüminyum silikon lehim genellikle toz, macun, tel veya levha şeklinde tedarik edilir.Bazı durumlarda, çekirdek olarak alüminyum ve kaplama olarak alüminyum silikon lehimli lehim kompozit plakalar kullanılır.Bu tür lehim kompozit levhası hidrolik yöntemle yapılır ve genellikle lehimleme bileşenlerinin bir parçası olarak kullanılır.Sert lehimleme sırasında kompozit plaka üzerindeki sert lehim dolgu metali erir ve kapiler ve yerçekimi etkisi altında akar ve derz boşluğunu doldurur.

(2) Alüminyum ve alüminyum alaşımlı lehimleme için akı ve koruyucu gaz, filmi çıkarmak için genellikle özel akı kullanılır.Fs204 gibi trietanolamin bazlı organik akı, düşük sıcaklıkta yumuşak lehim ile kullanılır.Bu akının avantajı, ana metal üzerinde çok az korozyon etkisine sahip olmasıdır, ancak büyük miktarda gaz üretecek ve bu da lehimin ıslanmasını ve kalafatlanmasını etkileyecektir.Fs203 ve fs220a gibi çinko klorür bazlı reaktif akı, orta sıcaklıkta ve yüksek sıcaklıkta yumuşak lehim ile kullanılır.Reaktif eritken oldukça aşındırıcıdır ve sert lehimlemeden sonra kalıntısı çıkarılmalıdır.

Şu anda, alüminyum ve alüminyum alaşımlarının lehimlenmesinde hala flux film çıkarılması hakimdir.Kullanılan lehim eritkeni, klorür bazlı eritken ve florür bazlı eritken içerir.Klorür bazlı akı, oksit filmini çıkarmak için güçlü bir yeteneğe ve iyi akışkanlığa sahiptir, ancak ana metal üzerinde büyük bir aşındırıcı etkiye sahiptir.Lehimlemeden sonra kalıntısı tamamen çıkarılmalıdır.Florür bazlı akı, iyi film çıkarma etkisi olan ve ana metalde korozyon olmayan yeni bir akı türüdür.Bununla birlikte, yüksek erime noktasına ve zayıf termal kararlılığa sahiptir ve sadece alüminyum silikon lehim ile kullanılabilir.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarını lehimlerken genellikle vakum, nötr veya atıl atmosfer kullanılır.Vakumlu lehim kullanıldığında, vakum derecesi genellikle 10-3pa mertebesine ulaşacaktır.Koruma için nitrojen veya argon gazı kullanıldığında saflığı çok yüksek olmalı ve çiğ noktası -40 ℃'den düşük olmalıdır.

3. Lehimleme teknolojisi

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimlenmesi, iş parçası yüzeyinin temizlenmesi için yüksek gereksinimlere sahiptir.İyi kalite elde etmek için sert lehimlemeden önce yüzeydeki yağ lekesi ve oksit filmi çıkarılmalıdır.5 ~ 10 dakika boyunca 60 ~ 70 ℃ sıcaklıkta Na2CO3 sulu çözeltisi ile yüzeydeki yağ lekesini çıkarın ve ardından temiz su ile durulayın;Yüzey oksit filmi, 2 ~ 4 dakika boyunca 20 ~ 40 ℃ sıcaklıkta NaOH sulu çözeltisi ile aşındırılarak çıkarılabilir ve daha sonra sıcak su ile yıkanabilir;Yüzeydeki yağ lekesini ve oksit filmini çıkardıktan sonra, iş parçası 2 ~ 5 dakika parlaklık için HNO3 sulu çözeltisi ile muamele edilmeli, daha sonra akan suda temizlenmeli ve son olarak kurutulmalıdır.Bu yöntemlerle işlenen iş parçasına dokunulmamalı veya başka kirler bulaşmamalı ve 6 ~ 8 saat içinde lehimlenmelidir.Mümkünse hemen lehimlemek daha iyidir.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimleme yöntemleri esas olarak alevle lehimleme, havya lehimleme ve fırın lehimlemeyi içerir.Bu yöntemler genellikle lehimlemede akı kullanır ve ısıtma sıcaklığı ve tutma süresi konusunda katı gereksinimlere sahiptir.Alevle sert lehimleme ve havya lehimleme sırasında, akının aşırı ısınmasını ve arızalanmasını önlemek için akıyı doğrudan ısı kaynağıyla ısıtmaktan kaçının.Alüminyum, yüksek çinko içerikli yumuşak lehimde çözülebildiğinden, ana metal korozyonunu önlemek için bağlantı oluşturulduktan sonra ısıtma durdurulmalıdır.Bazı durumlarda, alüminyum ve alüminyum alaşımlarının lehimlenmesinde bazen eritken kullanılmaz, ancak filmi çıkarmak için ultrasonik veya kazıma yöntemleri kullanılır.Filmi lehimleme için çıkarmak için kazıma kullanırken, önce iş parçasını lehimleme sıcaklığına ısıtın ve ardından iş parçasının sert lehim kısmını lehim çubuğunun (veya sıyırma aletinin) ucuyla kazıyın.Yüzey oksit filmini kırarken, lehimin ucu eriyecek ve ana metali ıslatacaktır.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının sert lehimleme yöntemleri, temel olarak alev lehimleme, fırın lehimleme, daldırma lehimleme, vakum lehimleme ve gaz korumalı lehimlemeyi içerir.Alevle lehimleme çoğunlukla küçük iş parçaları ve tek parça üretim için kullanılır.Oksiasetilen alevi kullanılırken asetilendeki safsızlıklar ile akı arasındaki temas nedeniyle akının bozulmasını önlemek için, ana metalin oksidasyonunu önlemek için hafif indirgenebilirliğe sahip benzinli basınçlı hava alevi kullanılması uygundur.Spesifik lehimleme sırasında, lehim eritkeni ve dolgu metali önceden lehimlenen yere yerleştirilebilir ve iş parçası ile aynı anda ısıtılabilir;İş parçası ayrıca önce lehimleme sıcaklığına kadar ısıtılabilir ve daha sonra eritkene batırılmış lehim lehimleme konumuna gönderilebilir;Akı ve dolgu metali eritildikten sonra, dolgu metali eşit olarak doldurulduktan sonra ısıtma alevi yavaşça çıkarılmalıdır.

Alüminyum ve alüminyum alaşımını bir hava fırınında lehimlerken, sert lehim dolgu metali önceden ayarlanacak ve lehim akısı, %50 ~ %75 konsantrasyonda kalın bir çözelti hazırlamak için damıtılmış suda eritilecek ve daha sonra kaplanacak veya püskürtülecektir. lehimleme yüzeyi.Lehimleme dolgu metali ve lehimleme yüzeyi üzerine uygun miktarda toz lehim eritkeni de kaplanabilir ve daha sonra monte edilen kaynak, lehimlemeyi ısıtmak için fırına yerleştirilmelidir.Ana metalin aşırı ısınmasını ve hatta erimesini önlemek için ısıtma sıcaklığı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının daldırma lehimlemesi için genellikle macun veya folyo lehim kullanılır.Birleştirilen iş parçası, sıcaklığını sert lehim sıcaklığına yakın hale getirmek için sert lehimlemeden önce ön ısıtmaya tabi tutulacak ve daha sonra sert lehimleme için lehim eritkenine daldırılacaktır.Lehimleme sırasında, lehimleme sıcaklığı ve lehimleme süresi sıkı bir şekilde kontrol edilecektir.Sıcaklık çok yüksekse, ana metalin çözülmesi kolaydır ve lehimin kaybolması kolaydır;Sıcaklık çok düşükse, lehim yeterince erimez ve lehimleme hızı düşer.Sert lehim sıcaklığı, ana metalin tipine ve boyutuna, dolgu metalinin bileşimine ve erime noktasına göre belirlenir ve genellikle dolgu metalinin sıvılaşma sıcaklığı ile ana metalin katılaşma sıcaklığı arasındadır.İş parçasının akı banyosuna daldırma süresi, lehimin tamamen erimesini ve akmasını sağlamalı ve destekleme süresi çok uzun olmamalıdır.Aksi takdirde, lehimdeki silikon eleman ana metale difüze olabilir ve ana metali dikişin yakınında kırılgan hale getirebilir.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının vakumla sert lehimlenmesinde, genellikle alüminyumun yüzey oksit filmini modifiye etmek ve lehimin ıslanmasını ve yayılmasını sağlamak için metal işletim aktivatörleri kullanılır.Magnezyum doğrudan iş parçası üzerinde parçacıklar halinde kullanılabilir veya sert lehim bölgesine buhar şeklinde verilebilir veya alüminyum silikon lehimine alaşım elementi olarak magnezyum eklenebilir.Karmaşık yapıya sahip iş parçası için, magnezyum buharının ana metal üzerinde tam etkisini sağlamak ve lehimleme kalitesini iyileştirmek için, genellikle yerel ekranlama işlemi önlemleri alınır, yani iş parçası önce paslanmaz çelik bir kutuya yerleştirilir (genellikle işlem kutusu olarak bilinir) ve daha sonra lehimlemeyi ısıtmak için bir vakumlu fırına yerleştirilir.Vakumlu Lehimli Alüminyum ve alüminyum alaşımlı bağlantılar pürüzsüz bir yüzeye ve yoğun lehimli bağlantılara sahiptir ve sert lehimlemeden sonra temizlenmesi gerekmez;Bununla birlikte, vakumlu lehimleme ekipmanı pahalıdır ve magnezyum buharı fırını ciddi şekilde kirletir, bu nedenle sık sık temizlenmesi ve bakımının yapılması gerekir.

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarını nötr veya inert atmosferde sert lehimlerken, filmi çıkarmak için magnezyum aktivatörü veya eritici kullanılabilir.Filmi çıkarmak için magnezyum aktivatörü kullanıldığında, gereken magnezyum miktarı vakumlu sert lehimlemeden çok daha düşüktür.Genel olarak, w (mg) yaklaşık %0.2 ~ %0.5'tir.Magnezyum içeriği yüksek olduğunda, eklemin kalitesi düşecektir.NOCOLOK lehimleme yöntemi, florür akışı ve nitrojen koruması kullanılarak son yıllarda hızla geliştirilen yeni bir yöntemdir.Florür eritici kalıntısı nemi emmediği ve alüminyum için aşındırıcı olmadığı için, lehimleme sonrası eritken kalıntısını çıkarma işlemi yapılmayabilir.Azot koruması altında, yalnızca az miktarda florür akışının kaplanması gerekir, dolgu metali ana metali iyi ıslatabilir ve yüksek kaliteli lehimli bağlantılar elde etmek kolaydır.Şu anda, bu NOCOLOK lehimleme yöntemi, alüminyum radyatör ve diğer bileşenlerin seri üretiminde kullanılmaktadır.

Florür fluksu dışında bir eritken ile lehimlenmiş alüminyum ve alüminyum alaşımı için, lehimlemeden sonra eritken kalıntısı tamamen çıkarılmalıdır.Alüminyum için organik lehimleme eritkeninin tortusu metanol ve trikloroetilen gibi organik çözeltilerle yıkanabilir, sodyum hidroksit sulu çözeltisi ile nötralize edilebilir ve son olarak sıcak ve soğuk suyla temizlenebilir.Klorür, alüminyum için aşağıdaki yöntemlere göre çıkarılabilen lehimleme eritkeninin kalıntısıdır;İlk olarak, 10 dakika boyunca 60 ~ 80 ℃'de sıcak suda bekletin, lehimli bağlantı üzerindeki kalıntıları bir fırça ile dikkatlice temizleyin ve soğuk suyla temizleyin;Ardından %15'lik nitrik asit sulu solüsyonunda 30 dakika bekletin ve son olarak soğuk suyla durulayın.