لحام الألمنيوم وخلائطه

1. نحاس

خاصية اللحام بالنحاس للألمنيوم وسبائك الألومنيوم ضعيفة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى صعوبة إزالة طبقة الأكسيد الموجودة على السطح.الألمنيوم له صلة كبيرة بالأكسجين.من السهل تشكيل فيلم أكسيد Al2O3 كثيف ومستقر وعالي نقطة الانصهار على السطح.في الوقت نفسه ، ستشكل سبائك الألومنيوم المحتوية على المغنيسيوم أيضًا فيلم أكسيد مستقر للغاية MgO.سوف يعوقون بشكل خطير ترطيب وانتشار اللحام.ويصعب إزالته.أثناء عملية اللحام بالنحاس ، لا يمكن إجراء عملية اللحام بالنحاس إلا بالتدفق المناسب.

ثانياً ، عملية لحام سبائك الألومنيوم والألومنيوم صعبة.لا تختلف نقطة انصهار الألومنيوم وسبائك الألومنيوم كثيرًا عن تلك الخاصة بمعدن حشو اللحام بالنحاس المستخدم.نطاق درجة الحرارة الاختياري للنحاس ضيق للغاية.من السهل أن يتسبب القليل من التحكم غير الملائم في درجة الحرارة في حدوث سخونة زائدة أو حتى ذوبان المعدن الأساسي ، مما يجعل عملية اللحام بالنحاس صعبة.سوف تتسبب بعض سبائك الألومنيوم المعززة بالمعالجة الحرارية أيضًا في حدوث ظواهر تليين مثل التقادم الزائد أو التلدين بسبب التسخين بالنحاس ، مما يقلل من خصائص الوصلات النحاسية.أثناء اللحام بالنحاس الأصفر ، من الصعب الحكم على درجة الحرارة لأن لون سبائك الألومنيوم لا يتغير أثناء التسخين ، مما يزيد أيضًا من متطلبات مستوى تشغيل المشغل.

علاوة على ذلك ، فإن مقاومة التآكل للوصلات النحاسية المصنوعة من الألمنيوم وسبائك الألومنيوم تتأثر بسهولة بمعادن الحشو والتدفق.تختلف إمكانات القطب الكهربائي للألمنيوم وسبائك الألومنيوم تمامًا عن تلك الموجودة في اللحام ، مما يقلل من مقاومة التآكل للمفصل ، خاصة بالنسبة لمفصل اللحام الناعم.بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم التدفقات المستخدمة في لحام سبائك الألومنيوم والألومنيوم لها تآكل قوي.حتى إذا تم تنظيفها بعد اللحام بالنحاس ، فلن يتم القضاء تمامًا على تأثير التدفقات على مقاومة التآكل للمفاصل.

2. مادة مختلطة

(1) يعد لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم طريقة نادرة الاستخدام ، لأن التركيب وإمكانية القطب الكهربائي لمعدن حشو اللحام بالنحاس والمعادن الأساسية مختلفة تمامًا ، مما يسهل التسبب في التآكل الكهروكيميائي للمفصل.يعتمد اللحام الناعم بشكل أساسي على اللحام القائم على الزنك ولحام الرصاص بالقصدير ، والذي يمكن تقسيمه إلى لحام بدرجة حرارة منخفضة (150 ~ 260 درجة مئوية) ، لحام بدرجة حرارة متوسطة (260 ~ 370 درجة مئوية) ولحام بدرجة حرارة عالية (370 ~ 430 درجة مئوية) وفقًا لـ نطاق درجة حرارة.عند استخدام لحام الرصاص القصدير ويتم طلاء النحاس أو النيكل مسبقًا على سطح الألومنيوم للنحاس ، يمكن منع التآكل في واجهة المفصل ، وذلك لتحسين مقاومة التآكل للمفصل.

يستخدم لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم على نطاق واسع ، مثل دليل المرشح والمبخر والمبرد والمكونات الأخرى.يمكن استخدام معادن الحشو القائمة على الألومنيوم فقط في لحام سبائك الألومنيوم والألمنيوم ، ومن بينها معادن حشو الألمنيوم والسيليكون الأكثر استخدامًا.يظهر النطاق المحدد للتطبيق وقوة القص للوصلات الملحومة في الجدول 8 والجدول 9 على التوالي.ومع ذلك ، فإن نقطة انصهار هذا اللحام قريبة من نقطة انصهار المعدن الأساسي ، لذلك يجب التحكم في درجة حرارة التسخين بدقة ودقة أثناء اللحام بالنحاس لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو حتى ذوبان المعدن الأساسي.

الجدول 8 نطاق تطبيق معادن حشو مختلط للألمنيوم وسبائك الألومنيوم

جدول 9 مقاومة القص لمفاصل الألمنيوم وسبائك الألومنيوم الملحومة بالنحاس مع معادن حشو السليكون المصنوعة من الألومنيوم

عادة ما يتم توفير لحام السيليكون السيليكوني على شكل مسحوق أو معجون أو سلك أو ورقة.في بعض الحالات ، يتم استخدام الألواح المركبة اللحام بالألمنيوم كقلب وألومنيوم السليكون مثل الكسوة.يتكون هذا النوع من ألواح اللحام المركبة بالطريقة الهيدروليكية وغالبًا ما يستخدم كجزء من مكونات اللحام بالنحاس.أثناء اللحام بالنحاس ، يذوب معدن الحشو بالنحاس الموجود على اللوح المركب ويتدفق تحت تأثير الشعيرات الدموية والجاذبية لملء فجوة المفصل.

(2) غاز التدفقات والتدريع للألمنيوم وسبائك الألومنيوم ، غالبًا ما يستخدم التدفق الخاص لإزالة الفيلم.يتم استخدام التدفق العضوي القائم على ثلاثي إيثانولامين ، مثل fs204 ، مع لحام ناعم بدرجة حرارة منخفضة.ميزة هذا التدفق هي أن له تأثير تآكل ضئيل على المعدن الأساسي ، ولكنه سينتج كمية كبيرة من الغاز ، مما سيؤثر على ترطيب اللحام وسدته.يتم استخدام التدفق التفاعلي القائم على كلوريد الزنك ، مثل fs203 و fs220a ، مع درجة حرارة متوسطة ولحام ناعم بدرجة حرارة عالية.يكون التدفق التفاعلي شديد التآكل ، ويجب إزالة بقاياه بعد اللحام بالنحاس.

في الوقت الحاضر ، لا يزال لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم يهيمن عليه إزالة طبقة التدفق.يشمل التدفق النحاسي المستخدم التدفق المعتمد على الكلوريد والتدفق القائم على الفلوريد.يمتلك التدفق المعتمد على الكلوريد قدرة قوية على إزالة فيلم الأكسيد والسيولة الجيدة ، ولكن له تأثير تآكل كبير على المعدن الأساسي.يجب إزالة بقاياها بالكامل بعد اللحام بالنحاس.التدفق المعتمد على الفلوريد هو نوع جديد من التدفق ، والذي له تأثير جيد في إزالة الفيلم وليس تآكلًا للمعادن الأساسية.ومع ذلك ، فهي تتميز بنقطة انصهار عالية واستقرار حراري ضعيف ، ولا يمكن استخدامها إلا مع لحام سيليكون السيليكون.

عند لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم ، غالبًا ما يتم استخدام فراغ أو جو محايد أو خامل.عند استخدام اللحام بالنحاس ، يجب أن تصل درجة الفراغ عمومًا إلى ترتيب 10-3pa.عند استخدام غاز النيتروجين أو الأرجون للحماية ، يجب أن يكون نقاوته عالية جدًا ، ويجب أن تكون نقطة الندى أقل من -40 ℃

3. تكنولوجيا اللحام بالنحاس

لحام سبائك الألمنيوم والألومنيوم له متطلبات عالية لتنظيف سطح قطعة العمل.من أجل الحصول على جودة جيدة ، يجب إزالة بقعة الزيت وفيلم الأكسيد على السطح قبل اللحام بالنحاس.قم بإزالة بقعة الزيت على السطح بمحلول مائي Na2CO3 عند درجة حرارة 60 ~ 70 ℃ لمدة 5 ~ 10 دقائق ، ثم اشطفها بالماء النظيف ؛يمكن إزالة طبقة أكسيد السطح بالحفر بمحلول مائي NaOH عند درجة حرارة 20 ~ 40 ℃ لمدة 2 ~ 4 دقائق ، ثم غسلها بالماء الساخن ؛بعد إزالة بقعة الزيت وفيلم الأكسيد على السطح ، يجب معالجة قطعة العمل بمحلول مائي HNO3 من أجل اللمعان لمدة 2 إلى 5 دقائق ، ثم يتم تنظيفها بالماء الجاري وتجفيفها أخيرًا.يجب عدم لمس قطعة العمل المعالجة بهذه الطرق أو تلوثها بأوساخ أخرى ، ويجب أن يتم لحامها بالنحاس في غضون 6 ~ 8 ساعات.من الأفضل اللحام بالنحاس على الفور إن أمكن.

تشمل طرق اللحام بالنحاس للألمنيوم وسبائك الألومنيوم بشكل أساسي اللحام بالنحاس باللهب ، لحام الحديد بالنحاس الأصفر ولحام الفرن بالنحاس.تستخدم هذه الطرق عمومًا التدفق في اللحام بالنحاس ، ولها متطلبات صارمة بشأن درجة حرارة التسخين ووقت الانتظار.أثناء اللحام بالنحاس بالنحاس واللحام بالنحاس ، تجنب تسخين التدفق مباشرة من مصدر الحرارة لمنع التدفق من ارتفاع درجة الحرارة والفشل.نظرًا لأنه يمكن إذابة الألومنيوم في لحام ناعم يحتوي على نسبة عالية من الزنك ، يجب إيقاف التسخين بمجرد تشكيل المفصل لتجنب تآكل المعدن الأساسي.في بعض الحالات ، لا يستخدم لحام الألومنيوم وسبائك الألمنيوم في بعض الأحيان التدفق ، ولكنه يستخدم طرق الموجات فوق الصوتية أو الكشط لإزالة الفيلم.عند استخدام الكشط لإزالة الفيلم من أجل اللحام بالنحاس ، قم أولاً بتسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة اللحام بالنحاس ، ثم كشط جزء اللحام بالنحاس من قطعة العمل بنهاية قضيب اللحام (أو أداة الكشط).أثناء تكسير طبقة أكسيد السطح ، فإن نهاية اللحام سوف تذوب وترطب المعدن الأساسي.

تشمل طرق اللحام بالنحاس للألمنيوم وسبائك الألومنيوم بشكل أساسي اللحام بالنحاس بالنحاس ، اللحام بالنحاس للفرن ، اللحام بالنحاس الغاطس ، اللحام بالنحاس بالفراغ ، اللحام بالنحاس المغلف بالغاز.يستخدم لحام اللحام بالنحاس في الغالب لقطع العمل الصغيرة وإنتاج قطعة واحدة.من أجل تجنب فشل التدفق بسبب التلامس بين الشوائب في الأسيتيلين والتدفق عند استخدام لهب أوكسي أسيتيلين ، فمن المناسب استخدام لهب هواء مضغوط بالبنزين مع إمكانية اختزال طفيفة لمنع أكسدة المعدن الأساسي.أثناء اللحام بالنحاس المحدد ، يمكن وضع تدفق اللحام بالنحاس ومعدن الحشو في مكان اللحام بالنحاس مسبقًا وتسخينه في نفس الوقت باستخدام قطعة العمل ؛يمكن أيضًا تسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة اللحام أولاً ، ثم يمكن إرسال اللحام المغموس بالتدفق إلى موضع اللحام ؛بعد صهر فلز التدفق والحشو ، يجب إزالة لهب التسخين ببطء بعد ملء معدن الحشو بالتساوي.

عند لحام الألومنيوم وسبائك الألومنيوم بالنحاس في فرن الهواء ، يجب ضبط معدن حشو اللحام بالنحاس مسبقًا ، ويجب صهر تدفق اللحام بالنحاس في الماء المقطر لتحضير محلول سميك بتركيز 50٪ ~ 75٪ ، ثم يتم تغطيته أو رشه على سطح اللحام بالنحاس.يمكن أيضًا تغطية كمية مناسبة من تدفق اللحام بالنحاس على معدن حشو اللحام بالنحاس وسطح اللحام بالنحاس ، ثم يتم وضع اللحام المجمع في الفرن للتسخين بالنحاس.من أجل منع ارتفاع درجة حرارة المعدن الأساسي أو حتى ذوبانه ، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة التسخين.

يستخدم لحام اللصق أو الرقائق عمومًا في لحام سبائك الألومنيوم وسبائك الألومنيوم.يجب تسخين قطعة العمل المجمعة مسبقًا قبل لحامها بالنحاس لجعل درجة حرارتها قريبة من درجة حرارة اللحام بالنحاس ، ثم غمرها في تدفق اللحام بالنحاس.أثناء اللحام بالنحاس ، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة اللحام ووقت اللحام بالنحاس.إذا كانت درجة الحرارة عالية جدًا ، فمن السهل إذابة المعدن الأساسي ومن السهل فقد اللحام ؛إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا ، فلن يذوب اللحام بدرجة كافية ، وينخفض ​​معدل اللحام بالنحاس.يتم تحديد درجة حرارة اللحام بالنحاس وفقًا لنوع وحجم المعدن الأساسي ، وتركيب ونقطة انصهار معدن الحشو ، وتكون عمومًا بين درجة حرارة Liquidus لمعدن الحشو ودرجة حرارة صلابة المعدن الأساسي.يجب أن يضمن وقت غمس قطعة العمل في حمام التدفق أن اللحام يمكن أن يذوب ويتدفق بالكامل ، ويجب ألا يكون وقت الدعم طويلاً للغاية.خلاف ذلك ، قد ينتشر عنصر السيليكون الموجود في اللحام في المعدن الأساسي ، مما يجعل المعدن الأساسي بالقرب من خط اللحام هشًا.

في اللحام بالنحاس الفراغي للألمنيوم وسبائك الألومنيوم ، غالبًا ما تستخدم منشطات التشغيل المعدنية لتعديل طبقة أكسيد الألومنيوم السطحية وضمان ترطيب وانتشار اللحام.يمكن استخدام المغنيسيوم مباشرة على قطعة العمل على شكل جزيئات ، أو إدخاله في منطقة اللحام بالنحاس على شكل بخار ، أو يمكن إضافة المغنيسيوم إلى لحام السيليكون والألمنيوم كعنصر سبيكة.بالنسبة لقطعة العمل ذات الهيكل المعقد ، من أجل ضمان التأثير الكامل لبخار المغنيسيوم على المعدن الأساسي وتحسين جودة اللحام بالنحاس ، غالبًا ما يتم اتخاذ تدابير عملية التدريع المحلية ، أي يتم وضع قطعة العمل أولاً في صندوق من الفولاذ المقاوم للصدأ (عادةً المعروف باسم صندوق المعالجة) ، ثم يوضع في فرن تفريغ للتسخين بالنحاس.تتميز مفاصل الألمنيوم وسبائك الألومنيوم بالنحاس المفرغ بسطح أملس ومفاصل ملحومة كثيفة ، ولا تحتاج إلى التنظيف بعد اللحام بالنحاس ؛ومع ذلك ، فإن معدات اللحام بالنحاس الفراغي باهظة الثمن ، وبخار المغنيسيوم يلوث الفرن بشكل خطير ، لذلك يحتاج إلى التنظيف والصيانة بشكل متكرر.

عند لحام سبائك الألومنيوم والألومنيوم بالنحاس في جو محايد أو خامل ، يمكن استخدام منشط المغنيسيوم أو التدفق لإزالة الفيلم.عندما يتم استخدام منشط المغنيسيوم لإزالة الفيلم ، فإن كمية المغنيسيوم المطلوبة أقل بكثير من تلك الموجودة في اللحام بالنحاس.بشكل عام ، w (ملغ) حوالي 0.2٪ ~ 0.5٪.عندما يكون محتوى المغنيسيوم مرتفعًا ، ستنخفض جودة المفصل.طريقة NOCOLOK بالنحاس باستخدام تدفق الفلوريد وحماية النيتروجين هي طريقة جديدة تم تطويرها بسرعة في السنوات الأخيرة.نظرًا لأن بقايا تدفق الفلوريد لا تمتص الرطوبة ولا تسبب تآكلًا للألمنيوم ، فيمكن حذف عملية إزالة بقايا التدفق بعد اللحام بالنحاس.تحت حماية النيتروجين ، يجب طلاء كمية صغيرة فقط من تدفق الفلوريد ، ويمكن لمعدن الحشو أن يبلل المعدن الأساسي ، ومن السهل الحصول على وصلات ملحومة بالنحاس عالية الجودة.في الوقت الحاضر ، تم استخدام طريقة اللحام بالنحاس NOCOLOK هذه في الإنتاج الضخم لرادياتير الألومنيوم والمكونات الأخرى.

بالنسبة للألمنيوم وسبائك الألومنيوم الملحومة بالنحاس غير تدفق الفلورايد ، يجب إزالة بقايا التدفق تمامًا بعد اللحام بالنحاس.يمكن غسل بقايا تدفق اللحام بالنحاس العضوي للألمنيوم بمحلول عضوي مثل الميثانول وثلاثي كلورو إيثيلين ، ومعادلته بمحلول مائي هيدروكسيد الصوديوم ، ثم تنظيفه أخيرًا بالماء الساخن والبارد.الكلوريد هو بقايا تدفق اللحام بالألمنيوم ، والتي يمكن إزالتها وفقًا للطرق التالية ؛أولاً ، نقع في ماء ساخن عند 60 ~ 80 لمدة 10 دقائق ، ونظف بعناية البقايا على الوصلة الملحومة بفرشاة ، ونظفها بالماء البارد ؛ثم انقعه في محلول مائي من حمض النيتريك بنسبة 15٪ لمدة 30 دقيقة ، ثم اشطفه أخيرًا بالماء البارد.