Alumīnija un alumīnija sakausējumu lodēšana

1. Lodējamība

Alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanas īpašības ir sliktas, galvenokārt tāpēc, ka oksīda plēvi uz virsmas ir grūti noņemt.Alumīnijam ir liela afinitāte pret skābekli.Uz virsmas ir viegli izveidot blīvu, stabilu un augstu kušanas temperatūru oksīda plēvi Al2O3.Tajā pašā laikā alumīnija sakausējumi, kas satur magniju, veidos arī ļoti stabilu oksīda plēvi MgO.Tie nopietni kavēs lodmetāla samitrināšanu un izplatīšanos.Un grūti noņemt.Lodēšanas laikā cietlodēšanas procesu var veikt tikai ar atbilstošu plūsmu.

Otrkārt, alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšana ir sarežģīta.Alumīnija un alumīnija sakausējuma kušanas temperatūra daudz neatšķiras no izmantotā cietlodēšanas pildvielas metāla kušanas temperatūras.Papildu temperatūras diapazons lodēšanai ir ļoti šaurs.Nedaudz nepareiza temperatūras kontrole var viegli izraisīt parastā metāla pārkaršanu vai pat kušanu, apgrūtinot lodēšanas procesu.Daži alumīnija sakausējumi, kas nostiprināti ar termisko apstrādi, arī izraisīs mīkstināšanas parādības, piemēram, pārmērīgu novecošanos vai atlaidināšanu cietlodēšanas karsēšanas dēļ, kas samazinās lodēto savienojumu īpašības.Liesmas cietlodēšanas laikā ir grūti spriest par temperatūru, jo alumīnija sakausējuma krāsa karsēšanas laikā nemainās, kas arī palielina prasības operatora darbības līmenim.

Turklāt alumīnija un alumīnija sakausējuma lodēto savienojumu izturību pret koroziju viegli ietekmē pildmetāli un plūsmas.Alumīnija un alumīnija sakausējuma elektrodu potenciāls ir diezgan atšķirīgs no lodēšanas potenciāla, kas samazina savienojuma izturību pret koroziju, īpaši mīkstajam lodēšanas savienojumam.Turklāt lielākajai daļai kušņu, ko izmanto alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanai, ir spēcīga korozija.Pat ja tos notīra pēc lodēšanas, plūsmu ietekme uz šuvju izturību pret koroziju pilnībā netiks novērsta.

2. Lodēšanas materiāls

(1) Alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšana ir reti izmantota metode, jo cietlodēšanas pildmetāla un parastā metāla sastāvs un elektrodu potenciāls ir ļoti atšķirīgs, kas viegli var izraisīt savienojuma elektroķīmisko koroziju.Mīkstlodēšanai galvenokārt izmanto cinka bāzes lodmetālu un alvas svina lodmetālu, ko saskaņā ar temperatūras diapazons.Ja tiek izmantots alvas svina lodmetāls un varš vai niķelis ir iepriekš pārklāts ar alumīnija virsmu cietlodēšanai, var novērst koroziju savienojuma saskarnē, lai uzlabotu savienojuma izturību pret koroziju.

Plaši tiek izmantota alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšana, piemēram, filtra vadotne, iztvaicētājs, radiators un citas sastāvdaļas.Alumīnija un alumīnija sakausējumu lodēšanai var izmantot tikai alumīnija bāzes pildvielas metālus, starp kuriem visplašāk tiek izmantoti alumīnija silīcija pildmetāli.Lodēto savienojumu īpašā pielietojuma joma un bīdes izturība ir parādīta attiecīgi 8. un 9. tabulā.Tomēr šī lodmetāla kušanas temperatūra ir tuvu parastā metāla kušanas temperatūrai, tāpēc lodēšanas laikā stingri un precīzi jākontrolē sildīšanas temperatūra, lai izvairītos no parastā metāla pārkaršanas vai pat kušanas.

8. tabula alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanas pildvielu pielietojuma joma

9. tabula alumīnija un alumīnija sakausējuma savienojumu bīdes izturība, kas lodēti ar alumīnija silīcija pildvielas metāliem

Alumīnija silīcija lodmetālu parasti piegādā pulvera, pastas, stieples vai loksnes veidā.Dažos gadījumos tiek izmantotas kompozītmateriālu plāksnes ar alumīniju kā serdi un alumīnija silīcija lodmetālu kā apšuvumu.Šāda veida lodēšanas kompozītmateriālu plāksne tiek izgatavota ar hidraulisko metodi un bieži tiek izmantota kā cietlodēšanas sastāvdaļu sastāvdaļa.Lodēšanas laikā uz kompozītmateriāla plāksnes esošais cietlodēšanas pildviela kūst un plūst kapilāra un gravitācijas ietekmē, lai aizpildītu savienojuma spraugu.

(2) Plūsmas un aizsarggāze alumīnija un alumīnija sakausējuma cietlodēšanai, plēves noņemšanai bieži izmanto īpašu plūsmu.Organisko plūsmu uz trietanolamīna bāzes, piemēram, fs204, izmanto zemas temperatūras mīkstlodēšanai.Šīs plūsmas priekšrocība ir tā, ka tai ir maza korozijas ietekme uz parasto metālu, bet tā radīs lielu daudzumu gāzes, kas ietekmēs lodmetāla mitrināšanu un blīvēšanu.Reaktīvā plūsma, kuras pamatā ir cinka hlorīds, piemēram, fs203 un fs220a, tiek izmantota vidējas un augstas temperatūras mīkstlodēšanai.Reaktīvā plūsma ir ļoti kodīga, un tās atlikumi ir jānoņem pēc cietlodēšanas.

Pašlaik alumīnija un alumīnija sakausējumu lodēšanai joprojām dominē plūsmas plēves noņemšana.Izmantotā cietlodēšanas plūsma ietver hlorīdu un fluoru saturošu plūsmu.Hlorīda bāzes plūsmai ir spēcīga spēja noņemt oksīda plēvi un laba plūstamība, taču tai ir liela korozijas iedarbība uz parasto metālu.Pēc cietlodēšanas tās atlikumi ir pilnībā jānoņem.Fluorīda bāzes plūsma ir jauna veida plūsma, kurai ir labs plēves noņemšanas efekts un nav korozijas pret parastajiem metāliem.Tomēr tam ir augsta kušanas temperatūra un slikta termiskā stabilitāte, un to var izmantot tikai ar alumīnija silīcija lodmetālu.

Lodējot alumīniju un alumīnija sakausējumus, bieži tiek izmantota vakuuma, neitrāla vai inerta atmosfēra.Ja izmanto vakuumlodēšanu, vakuuma pakāpei parasti jāsasniedz 10-3pa.Ja aizsardzībai izmanto slāpekļa vai argona gāzi, tās tīrībai jābūt ļoti augstai un rasas punktam jābūt zemākam par -40 ℃

3. Lodēšanas tehnoloģija

Alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanai ir augstas prasības sagataves virsmas tīrīšanai.Lai iegūtu labu kvalitāti, pirms lodēšanas ir jānoņem eļļas traips un oksīda plēve no virsmas.Noņemiet eļļas traipu no virsmas ar Na2CO3 ūdens šķīdumu 60 ~ 70 ℃ temperatūrā 5 ~ 10 minūtes un pēc tam noskalojiet ar tīru ūdeni;Virsmas oksīda plēvi var noņemt, kodinot ar NaOH ūdens šķīdumu 20 ~ 40 ℃ temperatūrā 2 ~ 4 minūtes un pēc tam mazgā ar karstu ūdeni;Pēc eļļas traipa un oksīda plēves noņemšanas no virsmas apstrādājamo priekšmetu 2–5 minūtes apstrādā ar HNO3 ūdens šķīdumu spīdumam, pēc tam notīra tekošā ūdenī un nosusina.Ar šīm metodēm apstrādāto apstrādājamo priekšmetu nedrīkst pieskarties vai piesārņot ar citiem netīrumiem, un tā ir jālodē 6–8 stundu laikā.Ja iespējams, labāk ir nekavējoties lodēt.

Alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanas metodes galvenokārt ietver cietlodēšanu ar liesmu, lodāmuru un krāsns cietlodēšanu.Šīs metodes parasti izmanto cietlodēšanai, un tām ir stingras prasības attiecībā uz sildīšanas temperatūru un turēšanas laiku.Lodēšanas ar liesmu un lodāmura lodēšanas laikā izvairieties no plūsmas karsēšanas tieši pie siltuma avota, lai novērstu plūsmas pārkaršanu un bojājumus.Tā kā alumīniju var izšķīdināt mīkstlodmetālā ar augstu cinka saturu, sildīšana jāpārtrauc pēc savienojuma izveidošanas, lai izvairītos no parastā metāla korozijas.Dažos gadījumos alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanai dažreiz netiek izmantota plūsma, bet tiek izmantotas ultraskaņas vai skrāpēšanas metodes, lai noņemtu plēvi.Izmantojot skrāpēšanu, lai noņemtu plēvi lodēšanai, vispirms sasildiet apstrādājamo priekšmetu līdz lodēšanas temperatūrai un pēc tam ar lodēšanas stieņa (vai skrāpēšanas instrumenta) galu nokasiet sagataves lodēšanas daļu.Pārraujot virsmas oksīda plēvi, lodmetāla gals izkusīs un samitrina parasto metālu.

Alumīnija un alumīnija sakausējumu cietlodēšanas metodes galvenokārt ietver cietlodēšanu ar liesmu, cietlodēšanu krāsnī, cietlodēšanu, vakuumlodēšanu un cietlodēšanu ar gāzi.Lodēšana ar liesmu galvenokārt tiek izmantota mazu sagatavju un viena gabala ražošanai.Lai, izmantojot oksiacetilēna liesmu, izvairītos no plūsmas neveiksmes acetilēna piemaisījumu un plūsmas saskares dēļ, ir lietderīgi izmantot benzīna saspiestā gaisa liesmu ar nelielu reducējamību, lai novērstu parastā metāla oksidēšanos.Speciālās lodēšanas laikā cietlodēšanas plūsmu un pildmetālu var iepriekš novietot lodētajā vietā un vienlaikus karsēt ar sagatavi;Apstrādājamo detaļu var arī vispirms uzkarsēt līdz cietlodēšanas temperatūrai, un pēc tam lodmetālu, kas iemērc ar plūsmu, var nosūtīt lodēšanas stāvoklī;Pēc tam, kad plūsma un pildviela ir izkususi, sildīšanas liesma lēnām jānoņem pēc tam, kad pildviela ir vienmērīgi piepildīta.

Lodējot alumīniju un alumīnija sakausējumu gaisa krāsnī, cietlodēšanas pildviela ir iepriekš iestatīta, un cietlodēšanas plūsma jāizkausē destilētā ūdenī, lai sagatavotu biezu šķīdumu ar koncentrāciju 50% ~ 75%, un pēc tam pārklāj vai izsmidzina uz lodēšanas virsma.Atbilstošu daudzumu pulverlodēšanas plūsmas var pārklāt arī uz cietlodēšanas pildvielas metāla un cietlodēšanas virsmas, un pēc tam samontēto metinājumu ievieto krāsnī cietlodēšanas sildīšanai.Lai nepieļautu parastā metāla pārkaršanu vai pat kušanu, sildīšanas temperatūra ir stingri jākontrolē.

Pasta vai folijas lodēšana parasti tiek izmantota alumīnija un alumīnija sakausējumu iegremdēšanai.Samontēto sagatavi pirms lodēšanas uzkarsē, lai tā temperatūra būtu tuvu lodēšanas temperatūrai, un pēc tam iegremdē cietlodēšanas plūsmā.Lodēšanas laikā stingri jākontrolē cietlodēšanas temperatūra un laiks.Ja temperatūra ir pārāk augsta, parasto metālu ir viegli izšķīdināt un lodmetālu ir viegli pazaudēt;Ja temperatūra ir pārāk zema, lodmetāls nav pietiekami izkusis, un cietlodēšanas ātrums samazinās.Cietlodēšanas temperatūru nosaka atkarībā no parastā metāla veida un izmēra, pildmetāla sastāva un kušanas temperatūras, un tā parasti ir starp pildvielas metāla šķidruma temperatūru un parastā metāla cietvielu temperatūru.Apstrādājamā priekšmeta iegremdēšanas laikam plūsmas vannā ir jānodrošina, lai lodmetāls varētu pilnībā izkausēt un plūst, un atbalsta laiks nedrīkst būt pārāk garš.Pretējā gadījumā lodmetālā esošais silīcija elements var izkliedēties parastajā metālā, padarot parasto metālu pie šuves trauslu.

Alumīnija un alumīnija sakausējumu vakuumlodēšanā bieži izmanto metāla darbības aktivatorus, lai pārveidotu alumīnija virsmas oksīda plēvi un nodrošinātu lodmetāla mitrināšanu un izkliedi.Magniju var tieši izmantot uz sagataves daļiņu veidā vai ievadīt cietlodēšanas zonā tvaika veidā, vai magniju var pievienot alumīnija silīcija lodēšanai kā sakausējuma elementu.Sarežģītas struktūras sagatavei, lai nodrošinātu pilnīgu magnija tvaiku iedarbību uz parasto metālu un uzlabotu lodēšanas kvalitāti, bieži tiek veikti lokāli ekranēšanas procesa pasākumi, tas ir, sagatave vispirms tiek ievietota nerūsējošā tērauda kastē (parasti pazīstams kā procesa kaste), un pēc tam ievieto vakuuma krāsnī cietlodēšanas sildīšanai.Vakuuma lodēšanas alumīnija un alumīnija sakausējuma savienojumiem ir gluda virsma un blīvi lodēti savienojumi, un pēc lodēšanas tie nav jātīra;Tomēr vakuumlodēšanas iekārta ir dārga, un magnija tvaiki nopietni piesārņo krāsni, tāpēc tā ir bieži jātīra un jākopj.

Lodējot alumīniju un alumīnija sakausējumus neitrālā vai inertā atmosfērā, plēves noņemšanai var izmantot magnija aktivatoru vai plūsmu.Ja plēves noņemšanai izmanto magnija aktivatoru, nepieciešamais magnija daudzums ir daudz mazāks nekā vakuumlodēšanai.Parasti w (mg) ir aptuveni 0,2% ~ 0,5%.Ja magnija saturs ir augsts, locītavas kvalitāte samazinās.NOCOLOK cietlodēšanas metode, izmantojot fluorīdu plūsmu un slāpekļa aizsardzību, ir jauna metode, kas strauji attīstījusies pēdējos gados.Tā kā fluorīda plūsmas atlikumi neuzsūc mitrumu un nav kodīgi pret alumīniju, kušanas atlikumu noņemšanas procesu pēc lodēšanas var izlaist.Slāpekļa aizsardzībā ir jāpārklāj tikai neliels daudzums fluorīda plūsmas, pildmetāls var labi samitrināt parasto metālu, un ir viegli iegūt augstas kvalitātes lodētus savienojumus.Šobrīd šī NOCOLOK cietlodēšanas metode ir izmantota alumīnija radiatoru un citu komponentu masveida ražošanā.

Alumīnijam un alumīnija sakausējumam, kas lodēts ar kušņu, kas nav fluorīda kušņi, pēc lodēšanas pilnībā jānoņem kušanas atlikumi.Alumīnija organiskās cietlodēšanas plūsmas atlikumus var mazgāt ar organiskiem šķīdumiem, piemēram, metanolu un trihloretilēnu, neitralizēt ar nātrija hidroksīda ūdens šķīdumu un visbeidzot notīrīt ar karstu un aukstu ūdeni.Hlorīds ir alumīnija cietlodēšanas plūsmas atlikums, ko var noņemt, izmantojot šādas metodes;Vispirms 10 minūtes iemērciet karstā ūdenī 60 ~ 80 ℃, rūpīgi notīriet atlikumus uz lodētā savienojuma ar otu un notīriet to ar aukstu ūdeni;Pēc tam iemērciet to 15% slāpekļskābes ūdens šķīdumā 30 minūtes un visbeidzot noskalojiet ar aukstu ūdeni.