Vakum fırınında lehimleme, vakum koşulları altında, akı maddesi kullanılmadan yapılan nispeten yeni bir lehimleme yöntemidir. Lehimleme vakum ortamında yapıldığı için, havanın iş parçası üzerindeki zararlı etkisi etkili bir şekilde ortadan kaldırılabilir, bu nedenle akı maddesi kullanılmadan lehimleme başarıyla gerçekleştirilebilir. Esas olarak alüminyum alaşımı, titanyum alaşımı, süper alaşım, refrakter alaşım ve seramik gibi lehimlenmesi zor metallerin ve alaşımların lehimlenmesinde kullanılır. Lehimlenmiş bağlantı parlak ve yoğundur, iyi mekanik özelliklere ve korozyon direncine sahiptir. Vakum lehimleme ekipmanı genellikle karbon çeliği ve düşük alaşımlı çeliğin iğne kaynağı için kullanılmaz.
Vakum fırınındaki lehimleme ekipmanı esas olarak vakum lehimleme fırını ve vakum sisteminden oluşur. İki tip vakum lehimleme fırını vardır: Sıcak ocaklı ve soğuk ocaklı. Her iki fırın tipi de doğal gaz veya elektrikli ısıtma ile ısıtılabilir. Yan montajlı fırın, alt montajlı fırın veya üst montajlı fırın (Kang tipi) yapısında tasarlanabilirler ve vakum sistemi evrensel olabilir.
Vakum sistemi esas olarak vakum ünitesi, vakum boru hattı, vakum vanası vb. bileşenlerden oluşur. Vakum ünitesi genellikle döner kanatlı mekanik pompa ve yağ difüzyon pompasından meydana gelir. Tek başına kullanılan mekanik pompa, 10⁻¹ Pa seviyesinde 1,35 × vakum derecesinden daha düşük bir vakum elde edebilir. Yüksek vakum elde etmek için, aynı anda yağ difüzyon pompası da kullanılmalıdır; bu durumda 10⁻⁴ Pa seviyesinde 1,35 × vakum derecesine ulaşılabilir. Sistemdeki gaz basıncı bir vakum göstergesi ile ölçülür.
Vakum fırınında lehimleme, fırın veya lehimleme odasında havanın dışarı atıldığı bir ortamda lehimleme işlemidir. Özellikle büyük ve sürekli bağlantıların lehimlenmesi için uygundur. Ayrıca titanyum, zirkonyum, niyobyum, molibden ve tantal gibi bazı özel metallerin birleştirilmesi için de uygundur. Bununla birlikte, vakum lehimlemenin aşağıdaki dezavantajları da vardır:
① Vakum koşullarında metal kolayca buharlaşır, bu nedenle vakumlu lehimleme, ana metal ve lehim kaynağında uçucu elementler için kullanılmamalıdır. Gerekirse, uygun karmaşık işlem önlemleri alınmalıdır.
② Vakumlu lehimleme, lehimlenecek parçaların yüzey pürüzlülüğüne, montaj kalitesine ve uyum toleransına duyarlıdır ve çalışma ortamı ile operatörlerin teorik seviyesi açısından yüksek gereksinimlere sahiptir.
③ Vakum ekipmanları karmaşıktır, büyük bir ilk yatırım gerektirir ve bakım maliyetleri yüksektir.
Peki, vakum fırınında lehimleme işlemi nasıl uygulanır? Vakum fırınında lehimleme yapılırken, kaynak yapılacak parça fırına (veya lehimleme kabına) yerleştirilir, fırın kapağı (veya lehimleme kabı kapağı) kapatılır ve ısıtmadan önce ön vakum uygulanır. Önce mekanik pompa çalıştırılır, vakum derecesi 1,35 Pa'ya ulaştıktan sonra yönlendirme vanası çevrilir, mekanik pompa ile lehim fırını arasındaki doğrudan bağlantı kapatılır, boru hattı difüzyon pompası aracılığıyla lehim fırınına bağlanır, mekanik pompa ve difüzyon pompası kullanılarak belirli bir süre içinde lehim fırını gerekli vakum derecesine kadar vakumlanır ve ardından elektrikli ısıtma başlatılır.
Sıcaklık artışı ve ısıtma işleminin tamamı boyunca, vakum ünitesi fırındaki vakum derecesini korumak, vakum sistemi ve lehim fırınının çeşitli arayüzlerindeki hava sızıntısını, fırın duvarı, fikstür ve kaynak parçası tarafından emilen gaz ve su buharının salınımını ve metal ve oksidin buharlaşmasını dengelemek için sürekli olarak çalışmalıdır; böylece gerçek hava düşüşü azaltılır. İki tür vakumlu lehimleme vardır: yüksek vakumlu lehimleme ve kısmi vakumlu (orta vakumlu) lehimleme. Yüksek vakumlu lehimleme, oksidi ayrışması zor olan ana metallerin (örneğin nikel bazlı süper alaşımlar) lehimlenmesi için çok uygundur. Kısmi vakumlu lehimleme, ana metalin veya lehimin lehimleme sıcaklığı ve yüksek vakum koşulları altında buharlaştığı durumlarda kullanılır.
Yüksek saflık sağlamak için özel önlemler alınması gerektiğinde, kuru hidrojen lehimlemesinden önce vakum arıtma yöntemi uygulanmalıdır. Benzer şekilde, vakum pompalamasından önce kuru hidrojen veya inert gaz arıtma yönteminin kullanılması, yüksek vakumlu lehimlemede daha iyi sonuçlar elde edilmesine yardımcı olacaktır.
Yayın tarihi: 07 Mayıs 2022