Litavimas: mechanizmas, bendras dizainas ir taikymas

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie: - 1. Litavimo mechanizmą 2. Lydmetaliai 3. Naudojami srautai 4. Bendras dizainas 5. Programos.

Litavimas - tai procesas, kuriuo medžiagos sujungiamos šildant jas iki tinkamos temperatūros ir naudojant užpildą, vadinamą lydmetaliu, kurio skysčiai neviršija 450 ° C ir žemiau pagrindinės medžiagos kietojo. Užpildo metalas teka tarp poravimosi paviršių kapiliariniu būdu, kad suformuotų jungtį. Lydmetalis paprastai yra spalvotųjų metalų lydinys.

Lituojamasis jungtys iš esmės yra dėl metalinės jungties susidarymo, nors ir jų sukibimas bei mechaninis tvirtinimas. Lydmetalis veikia ne išlydydamas netauriųjų metalų, bet ištirpindamas nedidelį jo kiekį, sudarydamas intermetalinio junginio sluoksnį. Kai lydmetalio jungtį paveiks, jos kartu sudeda tas pačias patrauklias jėgas tarp gretimų atomų, kaip ir bet kurio kieto metalo atveju.

Litavimo mechanizmas:

Litavimo procesas apima tris glaudžiai susijusius veiksnius:

i) drėkinimas,

ii) lydymas ir plitimas; \ t

iii) Kapiliarinis poveikis ir sąnario užpildymas.

i) Drėkinimas:

Tai yra skysčio, kuriuo jis plinta per kietą paviršių, savybė. Lituoklėje būtina, kad srautas arba lydmetalis būtų paskirstyti per sujungtus pagrindo paviršius. Jei lydmetalis nedrąsina paviršiaus, jis gali būti lengvai išjudintas, paliekant mažai lydmetalį, arba prilipus prie pagrindinio metalo. Lydmetalis, kuris išskleidžia ir sudrėkina pagrindinį metalą, sukurs garso sąnarį tarp dviejų paviršių ir gali būti pašalintas tik nuvalant arba paduodant.

Būklė, kad skystis visiškai susikaupia kietą paviršių, yra tai, kad kontakto kampas arba drėgmės kampas, parodyta 17.1 pav., Turėtų būti nulis. Skysčiai, kurie nedažo paviršiaus, sudaro didelį drėgmės kampą, kaip parodyta 17.2 pav.

Taigi drėkinimo kampas yra matas, kaip gerai išlydytas lydmetalis susmulkins metalą ir yra vienas svarbiausių veiksnių vizualiai sprendžiant litavimo proceso efektyvumą ir netauriųjų metalų litavimo gebą. Drėkinimas iš esmės yra cheminė reakcija, kuri vyksta tada, kai vienas ar daugiau lydmetalio elementų reaguoja su metalu, kuriam lituojamas, kad susidarytų junginys. Šilumos tiekimas palengvina drėkinimą.

Paprastai skystieji lydmetaliai nešlapia kietų metalinių paviršių. Pavyzdžiui, skardos lydmetaliai turi plieninių paviršių kontaktinį kampą nuo 25 ° iki 70 °, priklausomai nuo lydmetalio sudėties. Tačiau alavas gali legiruoti geležimi ir, jei plieno paviršius yra legiruotas, alavo lydmetaliu sudrėksta skarda. Apskritai, lydmetalis sudrėkins metalo paviršių, jei jis suformuos tarpmetalinį junginį su kieta medžiaga arba kietas metalas gali lydyti lydmetalį į tirpalą.

Drėkinimą slopina oksido sluoksniai, todėl būtinybė pašalinti tokius sluoksnius sėkmingam litavimui. Geras drėkinimas yra pageidautina lydmetalio savybė, kad lydmetalis prasiskverbtų sklandžiai, greitai ir nepertraukiamai į jungtį.

Tačiau drėkinimas nėra būtinas reikalavimas, kad būtų sukurtas ryšys, kurį nulemia tai, jog nors plienas nėra sudrėkintas švinu, tačiau jei išlydyto švino leidžiama susilieti su švaraus oksido neturinčiu plieno paviršiumi tvirtai surištoje jungtyje.

(ii) lydymas ir skleidimas:

Lydmetalio gebėjimas sulieti su netauriuoju metalu yra susijęs su jo sugebėjimu sudrėkinti paviršių. Susiejimas yra susijęs su netauriųjų metalų švarumu. Tarp lydinio ir lydinio, kuris turi vykti sąsajoje, turi būti glaudus ryšys tarp lydmetalio ir netauriųjų metalų, o tai pasiekiama valant ir naudojant srautą, kad oksido plėvelė būtų pašalinta iš jungiamojo metalo (-ų) paviršiaus.

Lydymas taip pat padeda plisti, nes jei skystas lydmetras ištirpsta kietoje medžiagoje, jis gali pasklisti po oksido sluoksniu ir jį atjungti ir taip nukreipti išlydyto litavimo srautą per visą paviršių. Sklaidos charakteristika ir laipsnis priklauso nuo netauriųjų metalų pobūdžio, temperatūros, srauto buvimo ar nebuvimo, metalo paviršiaus šiurkštumo ir oksidacijos laipsnio.

Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, skardos lydmetaliai, taupantys mažiau kaip 30% alavo, pusiausvyros sąlygos greitai nustatomos labai mažai. Tačiau su didesniu alavo lydiniu pradinis plitimas seka antriniu plitimu, kuris vyksta per ilgą laiką. Didžiausias skardos lydmetalių plitimas vyksta, kai lydiniai yra artimi eutektinei temperatūrai ir praktiškai lituojant tokie lydiniai turi geriausias srauto charakteristikas.

Pagrindinio metalo tekstūra su tarpusavyje sujungtais kanalais padeda lydyti lydmetalį kapiliariniu būdu. Šoniniai difuzija iš tokių kanalų padeda sparčiai plisti skystį, nes susidaro difuzinė jungtis.

iii) Kapiliariniai veiksmai ir bendras užpildymas :

Būdas, kuriuo lydmetalis užpildys erdvę tarp dviejų poravimosi paviršių, daro įtaką jos jungtiniam užpildymui ir paviršiaus trūkumų užpildymui. Išlydyto lydmetalio sklandumas turi būti toks, kad jis gali tekėti į siauras vietas kapiliariniu būdu. Kiti dalykai, lygūs, išlydytas lydmetalis teka ilgesniu atstumu, tačiau esant mažesniam srauto greičiui, sumažėja paviršių atskyrimas.

Pagrindiniai veiksniai, lemiantys sąnarių užpildymo efektyvumą, yra drėkinimo kampas tarp lydmetalio ir netauriųjų metalų, tarpo tarp dviejų jungiamųjų paviršių tarpas, šildymo greitis ir jo vienodumas, temperatūra, naudojamas lydinys ir srauto naudojimas.

Lengvųjų metalų, pavyzdžiui, aliuminio ir magnio, klirensas yra gerokai didesnis (0, 125 - 0, 625 mm) nei vario lydiniams (0, 05 - 0, 40 mm). Jei lydmetalio ir pirminio metalo nesubalansuotumas yra problema, mažas atstumas gali sukelti pernelyg didelį užterštumą, lydymosi temperatūros padidėjimą ir išankstinį kietėjimą. Tokia sąlyga gali būti ištaisyta daug greičiau.

Netolygus šildymas lemia netaisyklingą tarpo užpildymą, dėl kurio susidaro prastos kokybės jungtys. Tiesias jungtis sunku tolygiai šildyti, todėl, kai įmanoma, pageidautina, kad kreivinės jungtys būtų tinkamos.

Lydmetalių sudėtis ir panaudoto srauto pobūdis žymiai įtakoja jungtinio pripildymo talpą ir kokybę.

Lizdai:

Paprastai pramonėje naudojami lydmetaliai yra alavo švino sistema. Dauguma metalų gali būti sujungiami su šiais lydmetaliais ir jie turi daug atsparumo korozijai. Priklausomai nuo netauriųjų metalų suderinamumo su šiais lydmetaliais galima naudoti visų tipų srautus. Kalbant apie juos, paprastai įprasta paminėti alavo kiekį, taigi 60/40 litavimo yra 60% alavo ir 40% švino. Lydymosi taškus ir lydmetalių lydmetalių kietėjimą galima geriausiai parodyti 17.3 pav.

17.3 pav. Alavo-švino sistemos metalurgijos pusiausvyros diagrama

17.1 lentelėje apibendrinti skirtingų skardos lydmetalių ASTM skaičius, nominali sudėtis, lydymosi intervalas ir tipiniai panaudojimo būdai. Lydmetalio parinkimas grindžiamas jo gebėjimu sudrėkinti prijungto metalo (-ų) paviršių ir ekonomiškai naudoti mažiausiai alavo kiekį, kuris užtikrina tinkamas drėkinimo ir pripildymo charakteristikas.

Be populiarių skardos lydmetalių, taip pat naudojami kiti lydmetaliai, kad būtų pasiektos norimos savybės konkrečioms reikmėms. Kai kurios iš šių sistemų yra alavo-antimonas, alavo-antimono, alavo-sidabro, alavo-sidabro, alavo-cinko, kadmio sidabro, kadmio-cinko, cinko-aliuminio, indžio lydmetaliai ir bismuto turintys lydikliai, žinomi daugiau populiariai kaip „lydieji lydiniai“.

17.2 lentelėje pateikiami šių sistemų sudėties, lydymosi ir užšalimo taškai bei specifiniai svarbių lydinių naudojimo būdai ir gali būti naudojami kaip bendros gairės.

Lydmetaliuose naudojami srautai:

Litavimo srautas gali būti skystas, kietas arba dujinis produktas, kuris, kaitinant, gali skatinti metalų drėkinimą lydmetaliais. Jo funkcija - pašalinti oksidus ir kitus paviršinius junginius iš lydomųjų paviršių, juos išstumiant arba ištirpinant. Ji turi turėti mažesnį savitąjį svorį nei lydmetalis, kad jungtį lydmetalis galėtų pakeisti.

Litavimo srautai gali būti suskirstyti į keturias grupes: aktyviausi neorganiniai srautai, vidutiniškai aktyvūs organiniai srautai, mažiausiai aktyvūs kanifolijos srautai ir specialūs srautai specifiniams tikslams. Dauguma šių srautų yra vielos, skysčio, pastos ar sauso miltelių pavidalu.

1. Neorganiniai srautai:

Šie srautai susideda iš neorganinių rūgščių ir druskų, kurios yra labai ėsdinančios ir sukelia greitą ir labai aktyvų skysčio poveikį. Jie gali būti naudojami kaip tirpalai, pastos arba sausos druskos. Jie gali būti naudojami aukštos temperatūros litavimo reikmėms, nes jie neužsidega ar nesidegina. Tačiau šių likučių liekanos išlieka chemiškai aktyvios po litavimo ir todėl reikia imtis veiksmų, kad jas būtų galima veiksmingai pašalinti.

Neorganiniai srautai, kurių sudėtyje yra amonio druskų, gali sukelti krekingo lizdą krekingo metu. Plieninis litavimas reikalauja cinko chlorido srauto, kuris palieka labai koroziją sukeliančias liekanas. Cinko chlorido tirpalas druskos rūgštyje, naudojamas nerūdijančio plieno litavimui, yra dar koroziškesnis. Šių srautų likučiai turi būti kruopščiai nuplauti.

2. Organiniai srautai:

Pagrindinės organinių srautų sudedamosios dalys yra organinės rūgštys ir bazės bei kai kurie jų dariniai, tokie kaip hidrogenidai. Jie naudojami temperatūrų intervale nuo 90 iki 320 ° C, viršijantys jas suyra, kai šiluma paliekama neaktyvių likučių.

Organiniai srautai geriausiai naudojami apskaičiuotuose kiekiuose, kad juos būtų galima visiškai išnaudoti volatizuojant, deginant arba sudeginant, kad nebūtų palikta jokių aktyvių sudedamųjų dalių. Nepakankamas srautas neturėtų susilieti su izoliacinėmis movomis, o lydmetaliojimas uždarose patalpose turi būti atsargus, kad dūmai negalėtų kondensuotis kritinėse surinkimo dalyse.

3. Kanifolijos srautai:

Nerūdijančio kanifolijos srautas gali būti gaunamas ištirpinant baltos spalvos kanifoliją tinkame organiniame tirpiklyje, pavyzdžiui, naftos spiritu. Kanifolija daugiausia susideda iš abieto rūgšties, kuri tampa aktyvi lydymo temperatūroje nuo 175 iki 315 ° C, bet atšaldoma į savo inertinę, nerūdijančią formą.

Todėl jis plačiai naudojamas radijo ir elektroniniame darbe, kur efektyvus valymas po litavimo yra sudėtingas. Naudojami įvairūs organiniai junginiai, sumaišyti su kanifolija, pavyzdžiui, glutamo rūgšties hidrochloridas ir hidrazino hidrobromidas.

Šie srautai skyla lydmetalėse, paliekant kietas, ne higroskopines, elektrai nevaldomas ir nerūdijančias atliekas, kurios, jei reikia, gali būti lengvai nuplaunamos vandeniu. Jie plačiai naudojasi elektros pramonėje.

Daugiau skysčių, 50/50 arba 60/40 alavo švino lydmetaliai paprastai naudojami su nerūdijančio kanifolijos srautu.

Lengvai aktyvinti kanifolijos srautai yra tinkami kariniams, telefoniniams ir kitiems labai patikimiems elektronikos produktams, o daugiau aktyvintų kanifolijos srautų yra plačiai naudojami komercinėse elektroninėse ir svarbiose srityse, kur galima užtikrinti kruopštų valymą po litavimo.

4. Specialūs srautai:

Reakcijos srautai, naudojami aliuminio litavimui, pakeičiant oksido plėvelę, ant jų paviršiaus padedant metalinę plėvelę, jų skilimo metu.

Kai kurie lydmetaliai yra taip pat prieinami su jo pagrindiniame sraute. Srauto kiekis šerdyje gali svyruoti nuo 0-5 iki 3–0%, dažniausiai - 2–2%. Taip pat yra tinklinio ir akytojo šerdies lydmetaliai, kurie naudojami atitinkamai elektros darbams ir lakštams.

Jungtinis litavimas:

Lydmetaliai turi palyginti mažą stiprumą, palyginti su metalais, kuriuos jie turi prisijungti. Todėl pageidautina sukurti lituojamas jungtis taip, kad jos tarpusavyje sujungtų mechaniniu būdu, reikalaudamos, kad lydmetalis veiktų kaip sandarinimo ir surišimo agentas.

Dvi pagrindinės litavimo jungtys yra juosmens sąnarys ir užpakalinė jungtys. 17.3B pavaizduotos tipiškos lituotos jungtys, kuriose yra užrakintos siūlės, užsikabinęs užpakalis ir juosmens jungtys vamzdyje. Kai įmanoma, turėtų būti teikiama pirmenybinė jungtis, nes tai suteikia didžiausią stiprumą.

Sudėtingos lituojamosios jungtys gali būti gaminamos naudojant rankinį litavimą, tačiau taikant automatizuotą srautą, litavimą ir po valymą, pasirinkti projektai turi būti palyginti paprasti, užtikrinant prieigą prie jungties.

Kapiliarinis veikimas yra svarbus lydymo veiksnys, todėl būtina užtikrinti optimalų tarpą tarp lydmetalių dalių, kad srautas galėtų patekti į tarpą tarp kapiliarų. Todėl, norint pasiekti didžiausią stiprumą, pageidautina, kad jungtys būtų nuo 0 iki 0–12 mm, tačiau kai kuriais konkrečiais atvejais, pvz., Iš anksto paruošto metalo litavimas, mažesnis nei 025 mm atstumas užtikrina pageidaujamą stiprumą. Dėl pernelyg didelio klirenso gali atsirasti neekonominių lydinių.

Litavimo litavimas:

Be konkrečių anksčiau aprašytų litavimo metodų taikymo, pvz., Automobilių radiatorių šerdies, santechnikos, elektroninės pramonės, įskaitant radiją, televizorių ir kompiuterius, sujungimas, elektros pramonė, skirta laidams ir kabeliams sujungti su kilpomis ir daug daugiau.

Galima sakyti, kad paprastai litavimas yra dažniau naudojamas švelniai sandarinti sąnarius, pridėti standumą ir pagerinti elektros laidumą. Kartais gali prireikti priklausyti nuo jo tempimo stiprumo, tačiau lydmetaliai geriau žinomi dėl savo atsparumo, o ne stiprumo. Tačiau, jei pasiekiamas kruopštus užpildymas, gali būti pasiekta neįtikėtinai didelių stiprumo verčių. Be to, litavimas taip pat naudojamas sandarinamoms jungtims, kurias kartu sujungia kniedės, taškiniai suvirinimo siūlai ar kitos mechaninės priemonės, sandarinimui.