Lödning av metaller: Process, tekniker och fördelar

Efter att du läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Definition av lödning 2. Lödningsprocess 3. Flux 4. Fyllnadsmetaller 5. Tekniker 6. Design av slitsade ledningar 7. Fördelar 8. Begränsningar.

Definition av lödning:

Lödning är en process för att sammanfoga två liknande eller olika metalldelar med hjälp av värme och en speciell icke-järnfyllnadsmetall som är känd som spelter. Smältpunkten för spelter är vanligen över 420 ° C men under smältpunkten för oädel metall. Den smälta spelaren strömmar inuti de små kapillärerna i leden och stelnar för att producera led.

Process av lödning:

De olika stegen som är involverade i hårdlödning är:

(i) Rengöring av arbetsdelar.

(ii) Klämning av arbetsdelar.

(iii) Fluxering av arbetsdelar.

(iv) Spaltning av led.

Först och främst rengör du de två metallstyckena som ska sättas ihop och ta bort eventuella fetter och oxider. Sedan monteras de två styckena med lämplig klämma längs ledningen av led och hålls i den positionen.

Flödet appliceras på leden för att avlägsna oxider som presenteras eller för att förhindra bildning av oxider. Därefter värms bitarna i ovanstående klämd position till temperaturen över spelarens smältpunkt. Äntligen appliceras spelter på foget, som strömmar genom foggen genom kapilläråtgärd. Spelaren på stelningen ger leddet av nödvändig styrka.

Flux i lödning:

Flödena som används vid hårdlödning innefattar kombination av borax, borsyra, borater, fluorider, klorider tillsammans med ett vätmedel. Flödet kan vara i form av en vätska, uppslamning, pulver eller pasta, beroende på lödningsmetoden (uppvärmningsmetod) som används.

En populär komposition är 75% borax och 25% borsyra. För hårdlödning av rostfritt stål, aluminium eller kopparlegeringar används alkaliska bi-fluorider som flussmedel. Ett speciellt flöde innehållande natriumcyanid används för hårdlödning av volfram till koppar. Metoden för applicering av flödet kan vara sprutning, borstning eller en trycksprutningsinjektor.

Fyllnadsmetaller i lödning:

Fillermetaller (Spelter) som används för hårdlödning benämns även som hårdmetall. Beroende på vilka typer av oädel metall som ska lödas finns ett antal fyllnadsmetaller tillgängliga.

Lödningsfyllnadsmetaller är legeringar som huvudsakligen innehåller koppar, silver, aluminium, magnesium eller nickel. De är i form av ringar, trådar, tunna stavar och legeringspasta.

Den appliceras under uppvärmning av arbetsstyckena. Emellertid kan legeringspasta appliceras före uppvärmning, vid lödningsplacering tillsammans med flödet.

Lödmetaller klassificeras i stor utsträckning i tre kategorier:

(A) Koppar och dess legeringar:

Koppar och dess legeringar är de vanligaste spelarna för lödningsändamål. Koppar ensamt eller dess legeringar med nickel, silver, zink eller tenn används för hårdlödning. Lödningstemperaturen varierar från 700 till 1100 ° C.

(b) Silver och dess legeringar:

Silver och dess legeringar är också vanligen använda spelare för hårdlödning. Processen är känd som silverlödning. Det är lämpligt där samlingsmetallen har relativt låg smältpunkt. Lödningen görs mellan 630 ° C och 850 ° C. Normalt är den normala servicetemperaturen 270 ° C. Silver och dess legeringar med zink, kadmium, mangan, nickel, koppar och tenn används också för hårdlödning.

(c) Aluminium och dess legeringar:

Aluminium används som en spelter i hårdlödning av aluminium och dess legeringar. Lödningen av aluminium är inte så lätt och det kräver speciella metoder. Lödningstemperaturen varierar från 540 till 620 ° C.

Metaller som kan slätas:

Metaller och legeringar som järn, stål, koppar, aluminium och dess legeringar, mässing, brons, silver etc. löds lämpligt genom lämplig spelter (lödmetall). Aluminiumsvetsning behöver en speciell och dyr teknik. Förutom lågsmältande metaller som tenn, bly och zink, är hårdlödning utförd på alla andra metaller.

Lödningstekniker (metoder för uppvärmning):

Uppvärmning av oädel metall i nödvändig för korrekt lödning. Värmen för hårdlödning kan appliceras med flera metoder. Valet av lämplig hårdlödningsmetod beror på storleken och formen hos de sammanfogade komponenterna, typen av oädel metall, den svetsningsmetall (spelter) som skall användas och den produktionshastighet som krävs.

Följande lödningsmetoder används vanligen inom industrin:

(i) Torch lödning.

(ii) Lödning av ugn.

(iii) Motståndslödning.

(iv) Dipplödning.

(v) Saltbadbadlödning.

(vi) Induktionslödning.

(i) Torch Lödning:

Vid facklöddning används en reducerande flamma för uppvärmning av fogområdet till lämplig lödningstemperatur. Ett flöde appliceras sedan, och så snart det smälter matas fyllmedlet (hårdlödningslegeringen) till fogområdet. När fyllmedlet smälter, rinner det i kaviteten mellan grundmetallkomponenterna genom kapillärverkan.

Fyllmedlet ska alltid smältas av värmen som uppnås genom fogen och inte genom att flamman appliceras direkt. Processen används mycket vanligen för reparationsarbete på gjutjärn och appliceras vanligtvis manuellt, även om det kan användas semiautomatiskt. Torch lödning är fortfarande den vanligaste metoden.

(ii) Ugnslödning:

Vid eldsvetsning används antingen en sats eller en kontinuerlig typ av transportmedel för att värma metallstyckena till smältemperaturen hos fyllmedlet men mycket under smältemperaturen hos basmetallen.

Uppvärmning av ugnen sker med hjälp av gas eller el med kontrollerad temperatur. Ugns atmosfär styrs för att förhindra oxidation och passar de metaller som är involverade i processen.

Den atmosfären kan tillhandahållas av syre, torrt väte, ammoniak eller någon annan inert gas. Jigs och fixtures används för att hålla fogen. Ett lämpligt flöde används ofta. Fyllmedlet måste placeras i fogen innan delarna går in i ugnen.

Fyllnadsmetallen kan, ta formen av en ring, bricka, tråd, pulver eller pasta. Ugnslödning är bäst lämpad för massproduktion av små delar.

(iii) Motståndslödning:

Vid resistanssvetsning används en lågspännings-högströmsström som värmekälla, som i fallet med punktsvetsning. Arbetsstycket hålls mellan de två elektroderna, med fyllmedlet förbelastad vid fogområdet.

Strömmen, som passerar genom fogen, värmer upp och smälter hårdlödningsfyllnadsmetallen som sprids runt fogen och strömmar in i håligheten genom kapillärverkan. Motståndsvetsning används normalt för hårdlödning av elektriska kontakter och vid tillverkning av koppartransformatorledningar. Den passar bäst för stor kvantitetsproduktion.

(iv) Dipplödning:

Vid dopplödning doppas den fog som ska lödas i en smält fyllmedel. Den smälta metallen bibehålls i en speciell yttre uppvärmd degel och täckes med ett skiktfluss för att skydda det från oxidation. Metallerna som ska lödas förblir i doppning av badet under en viss tidsperiod.

Doppa-metoden används i stor utsträckning för sin hastighet och noggrannhet med temperaturkontroll. Dip-lödningsprocessen används endast för små delar, eftersom fyllmedlet täcker hela arbetsstycket.

(v) Saltbadbadning:

I saltbadlödning fungerar ett smält bad av fluorid och kloridsalt som en upphettningskälla. Fyllmedlet placeras i fogområdet före lödning. Därefter förvärms hela aggregatet till en lämplig temperatur och doppas sedan i saltbadet i 1 till 5 minuter.

Slutligen sköljs den heta lödda föreningen (tvättas) noggrant i varmt och kallt vatten för att avlägsna eventuellt kvarvarande fluss eller salt. Saltbadbadlödning används i allmänhet för hårdlödning av aluminium och dess legeringar.

(vi) Induktionslödning:

Vid induktionslödning fungerar en inducerad växelström i komponenten som en värmekälla. De komponenter som ska lödas upphettas genom att placera dem i ett växlande magnetfält som tillverkas av speciella induktansspolar gjorda av koppar.

Fyllmedlet placeras ofta i fogområdet före lödning men kan även matas av operatören. Induktionslödning, som dödlödning har en klar fördel att få en mycket nära temperaturkontroll.

Design av slitna ledningar:

Det finns tre typer av hårdlödningsfogar i enlighet med fogområdets geometrier; rumpa, varv och halsduk. Skarvarna är de starkaste medan skottkoppen är den svagaste.

Ändå, när konstruktion varv leder se till att den gemensamma överlappningen är mer än 3t, där det är tjockleken på den tunnare grundmetallen. Också, kom alltid ihåg att lödda fogar är konstruerade för att bära skjuvspänning och inte spänningsbelastningar. Fig. 7.41 illustrerar en del bra och dålig övning vid utformning av lödda leder.

För korrekt utformning av lödda fogar beräknas drag-, tryck-, skjuv-, skal- och krossspänningar före lödning av fogen.

Det finns två huvudfaktorer som måste beaktas är:

(a) Mekanik hos hårdlödningsfyllnadsmetallen strömmar genom leden genom kapillärverkan, och

(b) Man måste komma ihåg att styrkan hos fyllmedlet är sämre än basmetallerna.

Följande designöverväganden måste beaktas av produktdesignern:

1. Se till att fyllmedlet placeras på ena sidan av fogen och ge utrymme för att placera fillermetallen före eller under processen.

2. Se till att det är rätt gemensamt utrymme för optimala lödningsförhållanden. Utrymmet beror på den använda fyllmedlet och tar i allmänhet ett värde mindre än 0, 18 mm.

3. Se till att avståndet som ska spännas av fyllmedlet är kortare än gränsvärdet.

4. Se till att tillräckligt med fyllnadsmaterial är.

5. Försäkra dig om ökat fogområde eftersom fyllnadsmetallen (Spelter) är svagare än basmetallen.