Лемење на алуминиум и алуминиумски легури

1. Лемење

Својството за лемење на алуминиумот и алуминиумските легури е слабо, главно затоа што оксидниот филм на површината е тешко да се отстрани. Алуминиумот има голем афинитет кон кислородот. Лесно се формира густ, стабилен и оксиден филм Al2O3 со висока точка на топење на површината. Во исто време, алуминиумските легури што содржат магнезиум, исто така, ќе формираат многу стабилен оксиден филм MgO. Тие сериозно ќе го попречат навлажнувањето и ширењето на лемењето. И тешко ќе се отстранат. За време на лемењето, процесот на лемење може да се изврши само со соодветен флукс.

Второ, работата на лемење на алуминиум и алуминиумски легури е тешка. Точката на топење на алуминиумот и алуминиумската легура не се разликува многу од онаа на металот за полнење за лемење што се користи. Опционалниот температурен опсег за лемење е многу тесен. Мала неправилна контрола на температурата лесно може да предизвика прегревање или дури и топење на основниот метал, што го отежнува процесот на лемење. Некои алуминиумски легури зајакнати со термичка обработка, исто така, ќе предизвикаат феномени на омекнување како што се прекумерно стареење или жарење поради загревање со лемење, што ќе ги намали својствата на лемените споеви. За време на лемење со пламен, тешко е да се процени температурата бидејќи бојата на алуминиумската легура не се менува за време на загревањето, што исто така ги зголемува барањата за ниво на работа на операторот.

Покрај тоа, отпорноста на корозија на лемените споеви од алуминиум и алуминиумски легури лесно е под влијание на полнила и флуксови. Електродниот потенцијал на алуминиумот и алуминиумската легура е доста различен од оној на лемењето, што ја намалува отпорноста на корозија на спојот, особено за мекиот лемечки спој. Покрај тоа, повеќето флуксови што се користат при лемење на алуминиум и алуминиумски легури имаат силна корозивност. Дури и ако се исчистат по лемењето, влијанието на флуксовите врз отпорноста на корозија на споевите нема да биде целосно елиминирано.

2. Материјал за лемење

(1) Лемењето на алуминиум и алуминиумски легури е ретко користен метод, бидејќи составот и електродниот потенцијал на металот за полнење за лемење и основниот метал се многу различни, што лесно предизвикува електрохемиска корозија на спојот. Мекото лемење главно користи лем на база на цинк и лем на калајно олово, кое може да се подели на лем на ниска температура (150 ~ 260 ℃), лем на средна температура (260 ~ 370 ℃) и лем на висока температура (370 ~ 430 ℃) во зависност од температурниот опсег. Кога се користи лем на калајно олово и бакар или никел е претходно обложен на површината на алуминиумот за лемење, може да се спречи корозија на површината на спојот, со што се подобрува отпорноста на корозија на спојот.

Лемењето на алуминиум и алуминиумски легури е широко користено, како што се водилки за филтрирање, испарувач, радијатор и други компоненти. Само метали за полнење на база на алуминиум може да се користат за лемење на алуминиум и алуминиумски легури, меѓу кои најшироко се користат алуминиум-силициумските метали за полнење. Специфичниот опсег на примена и цврстината на смолкнување на лемените споеви се прикажани во Табела 8 и табела 9, соодветно. Сепак, точката на топење на ова лемење е блиску до онаа на основниот метал, па затоа температурата на загревање треба строго и прецизно да се контролира за време на лемењето за да се избегне прегревање или дури и топење на основниот метал.

Табела 8 опсег на примена на метали за полнење за лемење за алуминиум и алуминиумски легури

Табела 9 цврстина на смолкнување на споеви од алуминиум и алуминиумски легури лемени со алуминиумски силициумски полнила

Алуминиумско-силициумското лемење обично се испорачува во форма на прав, паста, жица или лим. Во некои случаи, се користат лемни композитни плочи со алуминиум како јадро и алуминиумско-силициумско лемење како облога. Овој вид лемна композитна плоча се изработува со хидрауличен метод и често се користи како дел од компонентите за лемење. За време на лемењето, металот за полнење на лемењето на композитната плоча се топи и тече под дејство на капиларот и гравитацијата за да го пополни празниот простор на спојот.

(2) Флукс и заштитен гас за лемење на алуминиум и алуминиумски легури, специјален флукс често се користи за отстранување на филмот. Органскиот флукс базиран на триетаноламин, како што е fs204, се користи со мек лем на ниска температура. Предноста на овој флукс е што има мал ефект на корозија врз основниот метал, но ќе произведе голема количина на гас, што ќе влијае на навлажнувањето и заптивањето на лемот. Реактивниот флукс базиран на цинк хлорид, како што се fs203 и fs220a, се користи со мек лем на средна температура и висока температура. Реактивниот флукс е многу корозивен и неговиот остаток мора да се отстрани по лемењето.

Во моментов, лемењето на алуминиум и алуминиумски легури сè уште е доминирано со отстранување на флуксен филм. Флуксот за лемење што се користи вклучува флукс на база на хлорид и флукс на база на флуор. Флуксот на база на хлорид има силна способност да отстрани оксиден филм и добра флуидност, но има голем корозивен ефект врз основниот метал. Неговите остатоци мора целосно да се отстранат по лемењето. Флуксот на база на флуор е нов вид на флукс, кој има добар ефект на отстранување на филм и не предизвикува корозија на основниот метал. Сепак, има висока точка на топење и слаба термичка стабилност и може да се користи само со алуминиумско-силициумско лемење.

При лемење на алуминиум и алуминиумски легури, често се користи вакуумска, неутрална или инертна атмосфера. Кога се користи вакуумско лемење, степенот на вакуум генерално треба да достигне редослед од 10-3pa. Кога се користи азот или аргон за заштита, неговата чистота мора да биде многу висока, а точката на росење мора да биде пониска од -40 ℃.

3. Технологија на лемење

Лемењето на алуминиум и алуминиумски легури има високи барања за чистење на површината на обработуваниот дел. За да се добие добар квалитет, дамките од масло и оксидниот филм од површината мора да се отстранат пред лемењето. Отстранете ги дамките од масло од површината со воден раствор на Na2CO3 на температура од 60 ~ 70 ℃ во тек на 5 ~ 10 минути, а потоа исплакнете со чиста вода; Површинскиот оксиден филм може да се отстрани со јорганизирање со воден раствор на NaOH на температура од 20 ~ 40 ℃ во тек на 2 ~ 4 минути, а потоа исплакнете со топла вода; По отстранувањето на дамките од масло и оксидниот филм од површината, обработуваниот дел треба да се третира со воден раствор на HNO3 за сјај во тек на 2 ~ 5 минути, потоа да се исчисти во млаз вода и конечно да се исуши. Обработливиот дел третиран со овие методи не треба да се допира или контаминира со друга нечистотија и треба да се леми во рок од 6 ~ 8 часа. Подобро е лемењето да се изврши веднаш доколку е можно.

Методите за лемење на алуминиум и алуминиумски легури главно вклучуваат лемење со пламен, лемење со лемење на рачка и лемење во печка. Овие методи генерално користат флукс при лемење и имаат строги барања за температурата на загревање и времето на држење. За време на лемењето со пламен и лемењето со лемење на рачка, избегнувајте директно загревање на флуксот од изворот на топлина за да спречите прегревање и дефект на флуксот. Бидејќи алуминиумот може да се раствори во мек лем со висока содржина на цинк, загревањето треба да се запре откако ќе се формира спојот за да се избегне корозија на основниот метал. Во некои случаи, лемењето на алуминиум и алуминиумски легури понекогаш не користи флукс, туку користи ултразвучни или стружечки методи за отстранување на филмот. Кога користите стружење за отстранување на филмот за лемење, прво загрејте го работното парче до температурата на лемење, а потоа изгребете го лемечкиот дел од работното парче со крајот на прачката за лемење (или алатката за стружење). Додека се крши површинскиот оксиден филм, крајот на лемењето ќе се стопи и ќе го намокри основниот метал.

Методите на лемење на алуминиум и алуминиумски легури главно вклучуваат лемење со пламен, лемење во печка, лемење со потопување, лемење со вакуум и лемење со гасна заштита. Лемењето со пламен најчесто се користи за мали обработени парчиња и производство на единечни парчиња. За да се избегне дефект на флуксот поради контакт помеѓу нечистотиите во ацетиленот и флуксот при употреба на оксиацетиленски пламен, соодветно е да се користи пламен со компримиран воздух од бензин со мала редуцибилност за да се спречи оксидација на основниот метал. За време на специфичното лемење, флуксот за лемење и металот за полнење може да се постават на местото за лемење однапред и да се загреат истовремено со обработениот дел; Обработливиот дел може прво да се загрее до температурата на лемење, а потоа лемењето потопено во флукс може да се испрати во положбата за лемење; Откако флуксот и металот за полнење ќе се стопат, пламенот за загревање треба полека да се отстрани откако металот за полнење ќе се наполни рамномерно.

При лемење на алуминиум и алуминиумски легури во воздушна печка, металот за полнење за лемење треба да биде претходно подготвен, а флуксот за лемење треба да се стопи во дестилирана вода за да се подготви густ раствор со концентрација од 50% ~ 75%, а потоа да се премачка или испрска врз површината за лемење. Соодветна количина на прашкаст флукс за лемење може да се премачка и врз металот за полнење за лемење и површината за лемење, а потоа склопениот заварен дел треба да се стави во печката за загревање на лемењето. За да се спречи прегревање или дури и топење на основниот метал, температурата на загревање мора строго да се контролира.

Лемењето во паста или фолија генерално се користи за лемење со потопување на алуминиум и алуминиумски легури. Склопениот работен дел треба да се претходно загрее пред лемење за да се постигне неговата температура блиску до температурата на лемење, а потоа да се потопи во лемечки флукс за лемење. За време на лемењето, температурата и времето на лемење треба строго да се контролираат. Ако температурата е превисока, основниот метал лесно се раствора и лемењето лесно се губи; ако температурата е прениска, лемењето не се стопи доволно, а брзината на лемење се намалува. Температурата на лемење треба да се одреди според видот и големината на основниот метал, составот и точката на топење на металот за полнење и генерално е помеѓу температурата на ликвидус на металот за полнење и температурата на солидус на основниот метал. Времето на потопување на работниот дел во бањата со флукс мора да обезбеди целосно топење и течење на лемењето, а времето на потпора не треба да биде предолго. Во спротивно, силиконскиот елемент во лемењето може да дифундира во основниот метал, правејќи го основниот метал во близина на спојот кршлив.

При вакуумско лемење на алуминиум и алуминиумски легури, активаторите што работат со метал често се користат за модифицирање на површинскиот оксиден филм на алуминиумот и обезбедување на навлажнување и ширење на лемењето. Магнезиумот може директно да се користи на работното парче во форма на честички или да се внесе во зоната на лемење во форма на пареа, или магнезиумот може да се додаде на алуминиумско-силициумскиот лемење како легиран елемент. За работното парче со сложена структура, со цел да се обезбеди целосен ефект на магнезиумовата пареа врз основниот метал и да се подобри квалитетот на лемењето, често се преземаат локални мерки за заштита, односно работното парче прво се става во кутија од не'рѓосувачки челик (попозната како кутија за процесирање), а потоа се става во вакуумска печка за загревање на лемењето. Вакуумско лемените споеви на алуминиум и алуминиумски легури имаат мазна површина и густи лемени споеви и не треба да се чистат по лемењето; Сепак, опремата за вакуумско лемење е скапа, а магнезиумовата пареа сериозно ја загадува печката, па затоа треба често да се чисти и одржува.

При лемење на алуминиум и алуминиумски легури во неутрална или инертна атмосфера, може да се користи магнезиум активатор или флукс за отстранување на филмот. Кога се користи магнезиум активатор за отстранување на филмот, потребната количина на магнезиум е многу помала од онаа при вакуумско лемење. Општо земено, w (mg) е околу 0,2% ~ 0,5%. Кога содржината на магнезиум е висока, квалитетот на спојот ќе се намали. Методот на лемење NOCOLOK со употреба на флуориден флукс и заштита од азот е нов метод кој брзо се разви во последниве години. Бидејќи остатокот од флуоридниот флукс не апсорбира влага и не е корозивен за алуминиумот, процесот на отстранување на остатоци од флукс по лемењето може да се изостави. Под заштита на азот, треба да се премачка само мала количина на флуориден флукс, металот за полнење може добро да го навлажни основниот метал и лесно е да се добијат висококвалитетни лемени споеви. Во моментов, овој метод на лемење NOCOLOK се користи во масовното производство на алуминиумски радијатори и други компоненти.

За алуминиум и алуминиумски легури лемени со флукс различен од флуориден флукс, остатокот од флуксот мора целосно да се отстрани по лемењето. Остатоците од органскиот флукс за лемење за алуминиум може да се измијат со органски раствори како што се метанол и трихлороетилен, да се неутрализираат со воден раствор на натриум хидроксид и конечно да се исчистат со топла и ладна вода. Хлоридот е остаток од флуксот за лемење за алуминиум, кој може да се отстрани според следниве методи; Прво, потопете во топла вода на 60 ~ 80 ℃ 10 минути, внимателно исчистете го остатокот од лемениот спој со четка и исчистете го со ладна вода; Потоа потопете го во 15% воден раствор на азотна киселина 30 минути и конечно исплакнете го со ладна вода.