הלחמת פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה

1. חומר הלחמה

 (1)הלחמת פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה כוללת הלחמה רכה והלחמה קשה. הלחמה נפוצה בהלחמה רכה היא הלחמת עופרת בדיל. יכולת הרטבה של הלחמה זו לפלדה עולה עם העלייה בתכולת הבדיל, לכן יש להשתמש בהלחמה עם תכולת בדיל גבוהה לאיטום חיבורים. שכבת תרכובת אינטר-מתכתית Fesn2 עשויה להיווצר בממשק שבין בדיל לפלדה בהלחמת עופרת בדיל. על מנת למנוע היווצרות תרכובת בשכבה זו, יש לשלוט כראוי על טמפרטורת ההלחמה וזמן ההחזקה. חוזק הגזירה של חיבורי פלדת פחמן המולחמים עם מספר הלחמות עופרת בדיל אופייניות מוצג בטבלה 1. ביניהם, חוזק החיבור המולחם עם 50% w (SN) הוא הגבוה ביותר, וחוזק החיבור המולחם עם הלחמה ללא אנטימון גבוה מזה של אנטימון.

טבלה 1 חוזק גזירה של חיבורי פלדת פחמן מולחמים עם הלחמת עופרת בדיל

בעת הלחמת פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה, משתמשים בעיקר במתכות מילוי להלחמת נחושת טהורה, נחושת אבץ וכסף נחושת אבץ. לנחושת טהורה נקודת התכה גבוהה וקל לחמצן את מתכת הבסיס במהלך ההלחמה. היא משמשת בעיקר להלחמת גז מוגן והלחמת ואקום. עם זאת, יש לציין כי הפער בין החיבורים המולחמים צריך להיות קטן מ-0.05 מ"מ כדי למנוע את הבעיה של אי-מילוי פער החיבור עקב נוזליות טובה של הנחושת. לחיבורי פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה המולחמים עם נחושת טהורה יש חוזק גבוה. בדרך כלל, חוזק הגזירה הוא 150 ~ 215mpa, בעוד שחוזק המתיחה מתחלק בין 170 ~ 340mpa.

בהשוואה לנחושת טהורה, נקודת ההיתוך של הלחמת נחושת ואבץ יורדת עקב תוספת אבץ. על מנת למנוע אידוי אבץ במהלך ההלחמה, מצד אחד, ניתן להוסיף כמות קטנה של סיליקון להלחמת נחושת ואבץ; מצד שני, יש להשתמש בשיטות חימום מהירות, כגון הלחמת להבה, הלחמת אינדוקציה והלחמת טבילה. למפרקים של פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה המולחמת עם מתכת מילוי נחושת ואבץ יש חוזק ופלסטיות טובים. לדוגמה, חוזק המתיחה וחוזק הגזירה של מפרקי פלדת פחמן המולחמים עם הלחמת b-cu62zn מגיעים ל-420MPa ו-290mpa. נקודת ההיתוך של הלחמת נחושת כסופה נמוכה מזו של הלחמת נחושת ואבץ, דבר שנוח לריתוך במחטים. מתכת מילוי זו מתאימה להלחמת להבה, הלחמת אינדוקציה והלחמת תנור של פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה, אך יש להפחית את תכולת האבץ ככל האפשר במהלך הלחמת תנור, ולהגדיל את קצב החימום. הלחמת פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה עם מתכת מילוי נחושת ואבץ כסופה יכולה להשיג חיבורים בעלי חוזק ופלסטיות טובים. הנתונים הספציפיים מפורטים בטבלה 2.

טבלה 2 חוזק של חיבורי פלדה דלת פחמן מולחמים עם הלחמת כסף נחושת אבץ

(2) שטף: יש להשתמש בשטף או בגז מגן להלחמת פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה. השטף נקבע בדרך כלל על ידי מתכת המילוי ושיטת ההלחמה שנבחרה. כאשר משתמשים בהלחמת עופרת בדיל, ניתן להשתמש בנוזל מעורב של אבץ כלוריד ואמוניום כלוריד כשטף או שטף מיוחד אחר. שאריות השטף הזה הן בדרך כלל קורוזיביות מאוד, ויש לנקות את החיבור בקפדנות לאחר ההלחמה.

בעת הלחמה עם מתכת מילוי נחושת ואבץ, יש לבחור בפלקס fb301 או fb302, כלומר בורקס או תערובת של בורקס וחומצה בורית; בהלחמת להבה, ניתן להשתמש גם בתערובת של מתיל בוראט וחומצה פורמית כפלקס הלחמה, שבו אדי B2O3 ממלאים את תפקיד הסרת השכבה.

כאשר משתמשים במתכת מילוי להלחמה של כסף, נחושת ואבץ, ניתן לבחור בחומרי הלחמה של fb102, fb103 ו-fb104, כלומר, תערובת של בורקס, חומצה בורית וכמה פלואורידים. שאריות הפלצף הזה הן קורוזיביות במידה מסוימת ויש להסירן לאחר ההלחמה.

2. טכנולוגיית הלחמה

יש לנקות את המשטח המיועד לריתוך בשיטות מכניות או כימיות על מנת להבטיח הסרת שכבת התחמוצת והחומר האורגני לחלוטין. המשטח המנוקה לא יהיה מחוספס מדי ולא יידבק לשבבי מתכת או לכלוך אחר.

ניתן להלחים פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה בשיטות הלחמה שונות ונפוצות. במהלך הלחמת להבה, יש להשתמש בלהבה ניטרלית או להבה מפחיתה מעט. במהלך הפעולה, יש להימנע ככל האפשר מחימום ישיר של מתכת המילוי ומשטף באמצעות להבה. שיטות חימום מהירות כגון הלחמת אינדוקציה והלחמת טבילה מתאימות מאוד להלחמת פלדה מרופדת ומחוסמת. יחד עם זאת, יש לבחור בטמפרטורת מרווה או הלחמה בטמפרטורה נמוכה יותר מטיפוח כדי למנוע ריכוך של מתכת הבסיס. בעת הלחמת פלדת סגסוגת נמוכה בעלת חוזק גבוה באטמוספרה מגינה, נדרש לא רק טוהר גז גבוה, אלא גם שימוש בשטף גז כדי להבטיח הרטבה והתפשטות של מתכת המילוי על פני מתכת הבסיס.

ניתן להסיר את שאריות השטף האורגני בשיטות כימיות או מכניות. ניתן לנקות או לנקות את שאריות שטף ההלחמה האורגני בעזרת בנזין, אלכוהול, אצטון וממסים אורגניים אחרים; יש לנטרל שאריות של שטף קורוזיבי חזק כגון אבץ כלורי ואמוניום כלורי תחילה בתמיסה מימית של NaOH, ולאחר מכן לנקות במים חמים וקרים; קשה להסיר שאריות חומצה בורית ושטף חומצה בורית, וניתן לפתור אותן רק בשיטות מכניות או טבילה ממושכת במים עולים.