Uppnå optimal styrka i ett slitsat gemensamt: 6 steg

För att uppnå optimal styrka i en löddad ledning följs normalt följande steg: 1. Gemensam design 2. Rengöring av gemensamma ansikten 3. Val av Flux 4. Val av lödningsprocess 5. Efter rengöring och inspektion 6. Värme- Behandling av lödda komponenter.

Steg # 1. Gemensam design:

Två huvudtyper av leder som används vid hårdlödning är LAP JOINT och BUTT JOINT. Normalt är skarvarna utsatta för skjuvbelastning medan stötfogarna utsätts för drag- eller tryckbelastning. SCARF JOINT väljs ibland utifrån servicebehov som mekanisk styrka, trycktäthet och elektrisk ledningsförmåga samt på lödningsprocessen som ska användas, tillverkningstekniker och antal leder som ska produceras.

Lap joint används där styrka är ett primärt övervägande. En sådan fog kan utformas för att tillhandahålla tillräckligt lödd yta för att uppnå en gemensam hållfasthet som är lika med föräldermetallens. För att uppnå maximal samverkningsgrad krävs en överlappning av tre limer, är tjockleken på den tunnaste delen nödvändig. Överlappar större än detta leder till dåliga leder på grund av otillräcklig penetration och inkludering etc.

Lap joint rekommenderas också när läckage täthet och bra elektrisk ledningsförmåga krävs. Lapskarv har emellertid en tendens att vara obalanserad vilket leder till spänningskoncentration och som negativt påverkar ledstyrkan. Varje ansträngning bör göras för att ge ett balanserat varvtal för att bära lasten korrekt.

Stötfogen kan ge en jämn fog med minsta tjocklek, emedan det ger en begränsad yta för hårdlödning och eftersom styrkan hos fyllmaterialet vanligen är mindre än det hos föräldermetallens styrka, kommer en stötfog inte att ge en 100 % gemensam effektivitet.

Tic-halsduk är en kompromiss mellan knäfoget och stötfoget genom att det kan bibehålla den smidiga konturen av stötfogen och samtidigt ge det stora fogområdet av knäfogen. Både halsduk och stötfogar, när de är gjorda med silverlödningslegeringar, är betydligt starkare än föräldermaterialet. Tyvärr är halsdukskruvarna svårare att hålla i anpassning än fyrkant- eller skottlederna.

Gemensam röjning:

Gemensam clearance mot skjuvhållfasthet hos lödda leder. Gemensam clearance är avståndet mellan fayingytorna. Om det gemensamma förklaringen är för liten tillåter det inte att kapilläråtgärden orsakar att fyllmedlet flyter jämnt över hela fogområdet.

Om det är för stort, kan fyllmedlet inte strömma genom hela leden vilket resulterar i en hårdlödd fog med låg hållfasthet. När flussmedel är nödvändiga är de brukarna normalt större och kan variera mellan 0-025 till 0 0635 mm. För en given kombination av förälder- och fyllmedelsmetaller finns det ett optimalt ledspalt som anges av kurvan i figur 17.7.

Fig. 17.7 Gemensam clearance mot skjuvhållfasthet hos lödda leder

När en gemensam en medlem omger en annan, som i teleskoprör, och den inre delen har en högre expansionskoefficient än avståndet kommer att reduceras med temperaturhöjningen. I så fall bör maximalt tillåtet clearance användas. Även under kylning kommer den inre delen att sammandraga mer som kan leda till sprickbildning. Det är därför viktigt att välja rätt fyllnadsmaterial, dvs det med långa temperaturintervall mellan solidus och vätskan som har ett trögt flöde så att det kan överbrygga stora luckor och behålla tillräcklig styrka för att motstå sprickbildning vid kylning.

Steg # 2. Rengöring av gemensamma ansikten:

För starka, högkvalitativa fogar måste de delar som ska anslutas rengöras fria från olja, smuts, fett och oxider, annars kan kapillärverkan inte ske. Rengöring kan ske mekaniskt eller kemiskt; Den senare metoden ger emellertid bättre resultat.

Mekanisk rengöring består av borstning, arkivering, sandblästring, bearbetning, slipning eller rengöring med stålull. Vid skärning av vätskor används vid sådan bearbetning måste samma rengöras kemiskt. Mekanisk rengöring avlägsnar oxider och vågar och förhinder också parningytorna för att förbättra kapillärflödet och vätning av hårdlödningsfyllnadsmetallen.

Kemisk rengöring av fett, olja, smuts etc. inbegriper användningen av koltetraklorid, trikloretylen eller trisodiumfosfat; men oxider avlägsnas med salpetersyra eller svavelsyror. En mängd olika hygienartiklar marknadsförs för specifika tillämpningar.

Steg # 3. Välja Flux:

Efter rengöring av arbetsstycket används flussmedel för att skydda ytan mot oxidation eller annan oönskad kemisk verkan under uppvärmnings- och löddningsoperationen. Lödningsflöden är lämpliga blandningar av flera av dessa i lutningar och är generellt tillgängliga i pulverform, pasta eller flytande former.

Borax har använts som hårdlödningsflöde i århundraden. Borax och borsyra reduceras med kemiskt aktiva metaller som krom för att bilda borider med låg smältpunkt. Boraxflödesresterna efter lödning är emellertid ofta glasliknande och kan endast avlägsnas genom släckning (termisk chock) eller abrasiv eller kemisk verkan.

Fluxer används vanligtvis i form av pasta eller flytande på grund av applicering på små delar och deras vidhäftning i vilken position som helst. Det är ofta användbart att värma pastan lite före appliceringen. Flux reagerar med syre och när det blir mättat med det, förlorar det all dess effektivitet.

Kontrollerad atmosfär eller vakuum används ibland för att förhindra oxidation vid lödning. Vakuum och vissa atmosfärer eliminerar behovet av flöde. De gaser som används för att skapa den önskade atmosfären är koldioxid, kolmonoxid, kväve och väte eller genom användning av inerta gaser som argon och helium. Vakuum är särskilt lämplig för lödning av metaller som titan, zirkonium, kolumbium, molybden och tantal.

Fyllnadsmaterial och dess placering:

I AWS-klassificering delas lödmaterialet i sju grupper, t.ex. aluminium-kisellegeringar, magnesiumlegeringar, kopparfosforlegeringar, koppar- och koppar-zinklegeringar, silverlegeringar, ädla metaller (koppar och guld) och värmebeständiga material eller nickellegeringar.

Förkortningar används för att identifiera dessa fyllnadsmaterial; B står för lödning och RB betyder att fyllmedlet kan användas för både lödning och svetsning. Således hänvisar klassificeringen RB CuZn-D, Cu och Zn till fyllmedelets basbeståndsdelar (47% Cu, 42% Zn) medan D indikerar att den innehåller 11% Ni också.

Utan tvekan är den mest populära gruppen av hårdlödningsmaterial de silverlegeringar som ibland felaktigt kallas silverlödare.

Ren koppar är speciellt lämplig för ovnhärdningsstål i reducerande atmosfär.

Värmebeständigt fyllnadsmaterial används för högtemperaturanvändning Såsom gasturbin och används ofta för hårdlödningsdelar av hög nickel och rostfritt stål.

B Ag-10 innehållande 92% silver och 8% koppar och B Ag-13 innehållande 56% silver, 42% koppar och 2% nickel kan behålla god styrka upp till ca 870 ° C.

BNi-1 innehållande 14% krom, 3% bor, 4% kisel, 4% järn, 75% nickel; och BNi-5 innehållande 19% krom, 10% kisel och 71% nickel kan behålla sina styrkor upp till nästan 1050 ° C.

Bor sätts till det värmebeständiga fyllnadsmaterialet, eftersom det snabbt diffunderar i rostfritt stål och värmebeständigt stål; Detta främjar vätning och spridning.

Lödnadsfyllnadsmetallerna finns i allmänhet i tråd eller stavform; men ibland är de också tillgängliga som plåt, pulver och pasta eller till och med som en pläterad yta på den del som ska lödas.

Placeringen av fyllnadsmetall kan påverka leddets kvalitet. För den vanligen använda överlappssamlingen bör fyllmedlet matas i ena änden och tillåtas att strömma helt genom fogen genom kapillärverkan. Om den levereras från båda ändarna kan det fånga de får som orsakar hålrum som kan drastiskt minska fogstyrkan. Man kan dock komma ihåg att fyllmedlet inte kan strömma genom kapillärverkan i en blindled.

Steg # 4. Val av lödningsprocess:

Även om det finns ett stort antal lödprocesser, men de av nuvarande industriell användning och betydelse är följande:

1. Torch Brazing.

2. Ugnslödning.

3. Dipplödning.

4. Induktionslödning.

5. Motståndslödning.

6. Infraröd lödning.

Andra hårdlödningsprocesser innefattar blocklödning, ultraljudslödning med dubbla kolbågar, exoterm svetsning, gas-volframbågsprocess och plasmabågsvetsningsprocessen.

1. Torch Lödning:

Torch lödning görs genom att värma delarna genom att i allmänhet använda en oxiacetylenflamma som använder en vanlig gassvetsbrännare. Manuell facklöddning är kanske den mest använda lödningsmetoden. Flammen som används är neutral eller något reducerande.

Lödningsfyllnadsmetall kan framställas vid fogen i form av ringar, brickor, remsor, sniglar, pulver etc., eller det kan matas från handhållen fyllnadsmetall. I det sista fallet berörs fyllmedlet till fogen när flödet blir flytande och klart som vatten. Värmen överförs till fyllmedlet av föräldermetallen och inte flamman.

Torch lödning används när den del som ska lödas är för stor, har en ovanlig form, eller kan inte upphettas med andra metoder. Manuell facklöddning är särskilt användbar på montering av delar av ojämn massa och för reparationsarbete.

2. Ugnslödning:

Ugnslödning görs genom att placera de rengjorda, självjusterande, självjiggande och monterade delarna i en ugn med hårdlödningsfyllnadsmaterial som är förplacerat i form av tråd, folie, filings, sniglar, pulver, pasta eller tejp. Ugnen är vanligtvis av elektrisk resistans typ med automatisk temperaturkontroll så att de kan programmeras för uppvärmnings- och kylcyklerna.

Ugnslödning görs ofta utan användning av fluss, men inerta gaser som argon och helium används ibland för att erhålla speciella egenskaper.

Ugnslödning kan också användas för vakuumlödning, som används allmänt inom rymd- och kärnframställning när reaktiva metaller är sammanfogade eller där infångade flöden inte är tolerabla.

Ugnslödning kan också göras med ett band av transportband, som visas i figur 17.8, vars hastighet reglerar uppvärmningstiden.

Ugnslödning passar bäst för delar som är av ganska jämn massa, men det kan användas för lödning av delar av alla storlekar med flera leder och dolda leder.

3. Diplödning:

Dipplödning åstadkommes genom nedsänkning av rena och monterade delar i ett smältbad innehållet i en lämplig kruka. Det finns två metoder för dip-lödning; kemisk baddämpning och lödning av smält metall med smält metall.

Vid kemisk baddämpning löds fyllmedlet i en lämplig form och församlingen dimmas i ett bad av smält salt, vilket verkar som ett flöde. Badet ger erforderlig värme och nödvändigt skydd mot oxidation. Saltbadet finns i en ugn som visas i figur 17.9. Ugnen upphettas med elektriskt motstånd eller genom I ² R-förlust i själva badet.

Normalt förvärms de delar som ska lödas i luftcirkulationsugnen innan de nedsänks i saltbadet.

I smältbaddopplödning delas delarna i ett bad av smält lödningsfyllnadsmetall som finns i en kruka. Ett flussskydd hålls över ytan av det smälta metallbadet. Det smälta lödmaterialet strömmar in i foget som ska lödas genom kapillärverkan. Processen är till stor del begränsad till lödning av små delar, till exempel trådar eller smala remsor av metall.

På grund av likformig uppvärmning snedvrider de löddlödda delarna mindre än facklödda delar. Denna process passar bäst för måttliga till höga produktionskörningar, eftersom verktyget är ganska komplext.

Diplödning föredras för att ansluta små till medelstora delar med flera eller dolda leder. Det är också väl anpassat till delar av oregelbunden form. Även om denna process kan användas för alla metaller som kan lödas, men det är särskilt lämpligt att ansluta metaller som har smältpunkter mycket nära lödningstemperaturen, till exempel aluminium.

4. Induktionslödning:

Vid induktionslödning uppstår värme genom att inducera en högfrekvens (5000 till 5000 000 hertz) virvelström in i arbetet från en vattenkyld spole av önskad form som omger arbetet.

Värmedjupet kan bestämmas av den frekvens som används: högfrekvent strömkälla ger upphettning av huden i delarna medan lägre frekvensström resulterar i djupare uppvärmning och används således för hårdlödning av tyngre sektioner. Uppvärmning till önskad temperatur uppnås vanligtvis inom 10 till 60 sekunder.

Lödningsflöde kan eller kan inte användas. De snabba uppvärmningshastigheterna för induktionslödning gör den lämplig för hårdlödning med fyllmedellegeringar som tenderar att förångas eller segregeras.

Kontrollerad värmeingång längs med snabba uppvärmningshastigheter och automatiskt läge gör det till en hög produktionsprocess som kan användas utomhus. Nackdelen med induktionslödning är dock att värmen kanske inte är likformig.

5. Motståndslödning:

Vid resistanslödning görs arbetsstyckena som ska lödas, en del av den elektriska kretsen. Sålunda erhålles den erforderliga värmen för hårdlödning genom resistansen mot strömflödet genom ledningen som skall lödas.

De delar som ska lödas hålls mellan två elektroder medan den korrekta strömmen passeras under det pålagda trycket. Elektroderna som används kan vara av kol, grafit, eldfasta metaller eller kopparlegeringar i enlighet med den erforderliga konduktiviteten. AC med hög ampere och låg spänning används normalt.

Fluxer av den erforderliga konduktiviteten används. Således kan normala hårdlödningsflöden som är isolatorer när de är svala och torra inte vara användbara. Vid resistanslödning är fyllmedlet normalt förplacerat även om ansiktsmatning kan användas i speciella fall.

Motståndsvetsning används normalt för lågvolymproduktion där uppvärmning är lokaliserad vid det område som ska lödas.

6. Infrarödslödning:

Vid infraröd lödning erhålls värmen från infraröda lampor som kan leverera upp till 5000 watt strålningsenergi. Värmestrålar kan koncentreras på önskad plats med hjälp av strålningskoncentrerande reflektorer.

Vid infraröd lödning kan de delar som ska lödas hållas i luft eller i inert atmosfär eller i vakuum. För inert atmosfär eller vakuumlödning kan de monterade delarna placeras i ett hölje eller både aggregatet och den infraröda lampan kan vara inneslutna. Delarna upphettas sedan till önskad temperatur som indikeras av termoelement. Fig 17.10 visar arrangemanget för infraröd lödning; delarna flyttas till kylplattorna efter lödning.

Infraröd lödning görs i ett automatiskt läge och är inte lämpat för manuell tillämpning. Normalt är de delar som ska lödas självjigging och fyllmedlet är förplacerat i fogen.

Steg # 5. Post Rengöring och inspektion:

Det är viktigt att alla flussrester avlägsnas efter det att hårdlödningen är avslutad, annars kan delarna bli korroderade. Generellt kan flödet avlägsnas med varmt vatten. Om det inte tjänar syftet kan då lågtrycks levande ånga användas.

Om fluxrester är hård och klibbig kan det ge en termisk chock genom att släcka för att bryta och ta bort den. Om delarna har överhettats under hårdlödning behövs ett kemiskt bad med en neutraliserande vattensköljning efteråt.

Inspektion av lödda delar kan innebära visuell inspektion, provning av prov, läckageprovning, provning av vätskepennor, ultraljud och radiografisk inspektion.

Vid visuell inspektion är det bäst att ha ett standardprov för jämförelse för att veta vad som är acceptabelt.

Destruktiva tester som skalningstest, torsion test och spänning och skjuvprov kan också användas för de första delarna, och spotkontroller görs så ofta som behövs.

Steg # 6. Värmebehandling av lödda komponenter:

Värmebehandling kan utföras under lödningsoperationen eller efter slutförandet. I det tidigare fallet är den använda fyllmedlet sådan att den stelnar över den erforderliga värmebehandlingstemperaturen, medan det i den senare situationen skulle fyllmaterialet vara så att det stelnar vid samma temperatur som det som krävs för värmebehandling.