הלחמת אלומיניום וסגסוגות אלומיניום

1. יכולת הלחמה

תכונת ההלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום גרועה, בעיקר בגלל שקשה להסיר את סרט התחמוצת על פני השטח.לאלומיניום יש זיקה גדולה לחמצן.קל ליצור סרט תחמוצת Al2O3 צפוף, יציב ובעל נקודת התכה גבוהה על פני השטח.במקביל, סגסוגות אלומיניום המכילות מגנזיום יהוו גם סרט תחמוצת יציב מאוד MgO.הם יעכבו ברצינות את הרטבה והתפשטות הלחמה.וקשה להסיר.במהלך ההלחמה, תהליך ההלחמה יכול להתבצע רק עם שטף מתאים.

שנית, הפעולה של הלחמת אלומיניום וסגסוגת אלומיניום קשה.נקודת ההיתוך של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום אינה שונה בהרבה מזו של מתכת המילוי בהלחמה המשמשת.טווח הטמפרטורות האופציונלי להלחמה הוא צר מאוד.בקרת טמפרטורה לא נכונה יכולה בקלות לגרום להתחממות יתר או אפילו התכה של המתכת הבסיסית, מה שמקשה על תהליך ההלחמה.חלק מסגסוגות האלומיניום המחוזקות בטיפול בחום יגרמו גם לתופעות ריכוך כמו התיישנות יתר או חישול עקב חימום בהלחמה, מה שיפחית את תכונות המפרקים המולחמים.במהלך הלחמת להבה, קשה לשפוט את הטמפרטורה מכיוון שצבע סגסוגת האלומיניום אינו משתנה במהלך החימום, מה שגם מגדיל את הדרישות לרמת הפעולה של המפעיל.

יתר על כן, העמידות בפני קורוזיה של חיבורים מולחמים מאלומיניום וסגסוגת אלומיניום מושפעת בקלות ממתכות מילוי ושטפים.פוטנציאל האלקטרודה של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום שונה לחלוטין מזה של הלחמה, מה שמפחית את עמידות הקורוזיה של המפרק, במיוחד עבור מפרק ההלחמה הרכה.בנוסף, לרוב השטפים המשמשים בהלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום יש קורוזיביות חזקה.גם אם מנקים אותם לאחר הלחמה, השפעת השטפים על עמידות הקורוזיה של המפרקים לא תבוטל לחלוטין.

2. חומר הלחמה

(1) הלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום היא שיטה בשימוש נדיר, מכיוון שההרכב ופוטנציאל האלקטרודות של מתכת מילוי הלחמה ומתכת בסיס שונים מאוד, מה שקל לגרום לקורוזיה אלקטרוכימית של המפרק.ההלחמה הרכה מאמצת בעיקר הלחמה מבוססת אבץ והלחמה עופרת בדיל, שניתן לחלק להלחמה בטמפרטורה נמוכה (150 ~ 260 ℃), הלחמה בטמפרטורה בינונית (260 ~ 370 ℃) והלחמה בטמפרטורה גבוהה (370 ~ 430 ℃) לפי טווח טמפרטורות.כאשר משתמשים בהלחמת עופרת בדיל ונחושת או ניקל מצופים מראש על משטח האלומיניום לצורך הלחמה, ניתן למנוע קורוזיה בממשק המפרק, על מנת לשפר את עמידות הקורוזיה של המפרק.

הלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום נמצא בשימוש נרחב, כגון מדריך מסנן, מאייד, רדיאטור ורכיבים אחרים.ניתן להשתמש רק במתכות מילוי על בסיס אלומיניום להלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, ביניהן מתכות מילוי אלומיניום סיליקון הן הנפוצות ביותר.היקף היישום הספציפי וחוזק הגזירה של מפרקים מולחמים מוצגים בטבלה 8 ובטבלה 9 בהתאמה.עם זאת, נקודת ההיתוך של הלחמה זו קרובה לזו של המתכת הבסיסית, ולכן יש לשלוט על טמפרטורת החימום בקפדנות ומדויקת במהלך ההלחמה כדי למנוע התחממות יתר או אפילו התכה של המתכת הבסיסית.

טבלה 8 היקף היישום של הלחמת מתכות מילוי עבור אלומיניום וסגסוגות אלומיניום

טבלה 9 חוזק גזירה של חיבורי אלומיניום וסגסוגת אלומיניום המולחמים במתכות מילוי סיליקון אלומיניום

הלחמת סיליקון אלומיניום מסופקת בדרך כלל בצורה של אבקה, משחה, חוט או גיליון.במקרים מסוימים, נעשה שימוש בלוחות מרוכבים עם אלומיניום כהליבה והלחמת סיליקון אלומיניום כחיפוי.סוג זה של לוחית מרוכבת הלחמה מיוצרת בשיטה הידראולית ומשמשת לעתים קרובות כחלק מרכיבי הלחמה.במהלך ההלחמה, מתכת מילוי ההלחמה על הצלחת המרוכבת נמסה וזורמת תחת פעולת הנימים והכבידה כדי למלא את הרווח המפרק.

(2) שטף וגז מיגון להלחמת אלומיניום וסגסוגת אלומיניום, שטף מיוחד משמש לעתים קרובות להסרת הסרט.השטף האורגני המבוסס על triethanolamine, כגון fs204, משמש עם הלחמה רכה בטמפרטורה נמוכה.היתרון של שטף זה הוא בכך שיש לו השפעת קורוזיה מועטה על המתכת הבסיסית, אך הוא יפיק כמות גדולה של גז, אשר ישפיע על הרטבה ואיטום ההלחמה.השטף התגובתי המבוסס על אבץ כלוריד, כגון fs203 ו-fs220a, משמש עם הלחמה רכה בטמפרטורה בינונית ובטמפרטורה גבוהה.השטף התגובתי הוא מאכל מאוד, ויש להסיר את שאריותיו לאחר ההלחמה.

נכון לעכשיו, ההלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום עדיין נשלטת על ידי הסרת סרט שטף.שטף ההלחמה המשמש כולל שטף מבוסס כלוריד ושטף מבוסס פלואוריד.לשטף מבוסס כלוריד יש יכולת חזקה להסיר סרט תחמוצת ונזילות טובה, אך יש לו השפעה קורוזיבית גדולה על המתכת הבסיסית.יש להסיר לחלוטין את השאריות שלו לאחר הלחמה.שטף מבוסס פלואור הוא סוג חדש של שטף, בעל אפקט הסרת סרט טוב וללא קורוזיה למתכת הבסיס.עם זאת, יש לו נקודת התכה גבוהה ויציבות תרמית ירודה, וניתן להשתמש בו רק עם הלחמת סיליקון אלומיניום.

בעת הלחמת אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, נעשה שימוש לעתים קרובות בוואקום, באווירה ניטרלית או אינרטית.כאשר נעשה שימוש בהלחמת ואקום, דרגת הוואקום תגיע בדרך כלל לסדר גודל של 10-3pa.כאשר משתמשים בחנקן או בגז ארגון להגנה, טוהר שלו חייב להיות גבוה מאוד ונקודת הטל צריכה להיות נמוכה מ-40 ℃

3. טכנולוגיית הלחמה

להלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום יש דרישות גבוהות לניקוי משטח העבודה.על מנת לקבל איכות טובה, יש להסיר את כתם השמן ואת סרט התחמוצת שעל פני השטח לפני ההלחמה.הסר את כתם השמן על פני השטח עם תמיסה מימית Na2CO3 בטמפרטורה של 60 ~ 70 ℃ למשך 5 ~ 10 דקות, ולאחר מכן שטף במים נקיים;ניתן להסיר את סרט תחמוצת פני השטח על ידי תחריט עם תמיסה מימית של NaOH בטמפרטורה של 20 ~ 40 ℃ למשך 2 ~ 4 דקות, ולאחר מכן לשטוף עם מים חמים;לאחר הסרת כתם השמן וסרט התחמוצת על פני השטח, חומר העבודה יטופל בתמיסה מימית HNO3 לברק למשך 2 ~ 5 דקות, לאחר מכן ניקה במים זורמים ולבסוף ייבוש.חומר העבודה שטופל בשיטות אלה לא ייגע או יזוהם בלכלוך אחר, והוא יולחמם תוך 6 ~ 8 שעות.עדיף להלחים מיד אם אפשר.

שיטות ההלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום כוללות בעיקר הלחמת להבה, הלחמת מלחם והלחמת תנור.שיטות אלו משתמשות בדרך כלל בשטף בהלחמה, ויש להן דרישות מחמירות לגבי טמפרטורת החימום וזמן ההחזקה.במהלך הלחמת להבה והלחמת מלחם, הימנע מחימום השטף ישירות על ידי מקור החום כדי למנוע מהשטף להתחמם יתר על המידה וכשל.מכיוון שניתן להמיס אלומיניום בהלחמה רכה עם תכולת אבץ גבוהה, יש להפסיק את החימום לאחר יצירת המפרק כדי למנוע קורוזיה של מתכת בסיס.במקרים מסוימים, הלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום לפעמים לא משתמשת בשטף, אלא משתמשת בשיטות קוליות או גרידה כדי להסיר את הסרט.כאשר משתמשים בגרד להסרת הסרט להלחמה, מחממים תחילה את חומר העבודה לטמפרטורת ההלחמה, ולאחר מכן מגרדים את חלק הלחמה של חומר העבודה עם קצה מוט ההלחמה (או כלי הגרידה).בזמן שבירת סרט תחמוצת פני השטח, קצה ההלחמה יימס וירטיב את המתכת הבסיסית.

שיטות הלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום כוללות בעיקר הלחמת להבה, הלחמת כבשנים, הלחמת טבילה, הלחמה בוואקום והלחמה מוגנת גז.הלחמת להבה משמשת בעיקר עבור חלקי עבודה קטנים וייצור חלקים בודדים.על מנת למנוע כשל בשטף הנובע מהמגע בין הזיהומים באצטילן לשטף בעת שימוש בלהבת אוקסיאצטילן, ראוי להשתמש בלהבת אוויר דחוס בנזין עם יכולת הפחתה קלה למניעת חמצון המתכת הבסיסית.במהלך הלחמה ספציפית, ניתן להניח את שטף ההלחמה ומתכת המילוי במקום המולחם מראש ולחמם בו זמנית עם חומר העבודה;ניתן גם לחמם את חומר העבודה לטמפרטורת ההלחמה תחילה, ולאחר מכן ניתן לשלוח את ההלחמה הטבולה בשטף למצב ההלחמה;לאחר המסת השטף ומתכת המילוי, להבת החימום תוסר באיטיות לאחר מילוי אחיד של מתכת המילוי.

בעת הלחמה של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום בכבשן אוויר, מתכת מילוי ההלחמה תוגדר מראש, ושטף ההלחמה יומס במים מזוקקים להכנת תמיסה סמיכה בריכוז של 50% ~ 75%, ולאחר מכן יצופה או ריסוס על משטח ההלחמה.ניתן לכסות כמות מתאימה של שטף הלחמת אבקה גם על מתכת מילוי ההלחמה ומשטח ההלחמה, ולאחר מכן הריתוך המורכב יונח בכבשן לחימום הלחמה.על מנת למנוע מהמתכת הבסיסית להתחמם יתר על המידה או אפילו להימס, יש לשלוט בקפדנות על טמפרטורת החימום.

הלחמה משחה או נייר כסף משמשת בדרך כלל להלחמה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום.חומר העבודה המורכב יחומם מראש לפני ההלחמה כדי שהטמפרטורה שלו תהיה קרובה לטמפרטורת ההלחמה, ולאחר מכן יטבול בשטף הלחמה לצורך הלחמה.במהלך ההלחמה, טמפרטורת ההלחמה וזמן ההלחמה יהיו בשליטה קפדנית.אם הטמפרטורה גבוהה מדי, קל להמיס את המתכת הבסיסית וקל לאבד את ההלחמה;אם הטמפרטורה נמוכה מדי, ההלחמה לא נמסה מספיק, וקצב ההלחמה יורד.טמפרטורת ההלחמה תיקבע בהתאם לסוג וגודל המתכת הבסיסית, ההרכב ונקודת ההיתוך של מתכת המילוי, והיא בדרך כלל בין טמפרטורת הליווי של מתכת המילוי לטמפרטורת הסולידוס של מתכת הבסיס.זמן הטבילה של חומר העבודה באמבט השטף חייב להבטיח שההלחמה תוכל להמיס ולזרום במלואה, וזמן התמיכה לא צריך להיות ארוך מדי.אחרת, אלמנט הסיליקון בהלחמה עלול להתפזר לתוך המתכת הבסיסית, ולהפוך את המתכת הבסיסית ליד התפר שבירה.

בהלחמת ואקום של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, משמשים לעתים קרובות מפעילי מתכת כדי לשנות את סרט תחמוצת השטח של אלומיניום ולהבטיח הרטבה ופיזור של הלחמה.ניתן להשתמש במגנזיום ישירות על חומר העבודה בצורה של חלקיקים, או להחדיר לאזור ההלחמה בצורה של קיטור, או שניתן להוסיף מגנזיום להלחמת סיליקון אלומיניום כאלמנט סגסוגת.עבור חומר העבודה בעל המבנה המורכב, על מנת להבטיח את ההשפעה המלאה של אדי המגנזיום על המתכת הבסיסית ולשפר את איכות ההלחמה, ננקטים לעתים קרובות צעדי תהליך מיגון מקומי, כלומר, חומר העבודה מונח תחילה בקופסת נירוסטה (בדרך כלל המכונה תיבת התהליך), ולאחר מכן הוכנסה לתנור ואקום לחימום הלחמה.מפרקי אלומיניום וסגסוגת אלומיניום מולחמים בוואקום הם בעלי משטח חלק ומפרקים מולחמים צפופים, ואין צורך לנקות אותם לאחר ההלחמה;עם זאת, ציוד הלחמת הוואקום יקר, ואדי המגנזיום מזהמים את התנור בצורה רצינית, ולכן יש צורך לנקות אותו ולתחזק אותו לעתים קרובות.

בעת הלחמת אלומיניום וסגסוגות אלומיניום באווירה ניטרלית או אינרטית, ניתן להשתמש במפעיל מגנזיום או בשטף להסרת הסרט.כאשר משתמשים במפעיל מגנזיום להסרת הסרט, כמות המגנזיום הנדרשת נמוכה בהרבה מזו של הלחמה בוואקום.בדרך כלל, w (mg) הוא בערך 0.2% ~ 0.5%.כאשר תכולת המגנזיום גבוהה, איכות המפרק תפחת.שיטת הלחמת NOCOLOK באמצעות שטף פלואוריד והגנה מפני חנקן היא שיטה חדשה שפותחה במהירות בשנים האחרונות.מאחר ושאריות שטף הפלואור אינם סופגים לחות ואינם מאכלים לאלומיניום, ניתן לוותר על תהליך הסרת שאריות השטף לאחר הלחמה.תחת הגנה של חנקן, רק כמות קטנה של שטף פלואוריד צריך להיות מצופה, מתכת המילוי יכולה להרטיב היטב את המתכת הבסיסית, וקל להשיג חיבורים מולחמים באיכות גבוהה.נכון לעכשיו, שיטת הלחמה זו של NOCOLOK שימשה בייצור המוני של רדיאטור אלומיניום ורכיבים אחרים.

עבור אלומיניום וסגסוגת אלומיניום המולחמים עם שטף שאינו שטף פלואוריד, יש להסיר לחלוטין את שאריות השטף לאחר ההלחמה.את שאריות שטף הלחמה אורגני לאלומיניום ניתן לשטוף בתמיסות אורגניות כמו מתנול וטריכלורואתילן, לנטרל בתמיסה מימית של נתרן הידרוקסיד ולבסוף לנקות במים חמים וקרים.כלוריד הוא שאריות של שטף הלחמה לאלומיניום, אותו ניתן להסיר לפי השיטות הבאות;ראשית, יש להשרות במים חמים בטמפרטורה של 60 ~ 80 ℃ למשך 10 דקות, לנקות בזהירות את השאריות על המפרק המולחם בעזרת מברשת, ולנקות אותה במים קרים;לאחר מכן יש להשרות אותו בתמיסה מימית של חומצה חנקתית 15% למשך 30 דקות, ולבסוף לשטוף אותו במים קרים.