Metallerin Sertleştirilmesi: Proses, Teknik ve Avantajları

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Lehimin Tanımı 2. Lehimleme Süreci 3. Akı 4. Dolgu Metalleri 5. Teknikleri 6. Lehimli Eklemlerin Tasarımı 7. Avantajları 8. Sınırlamalar.

Lehimlemenin Tanımı:

Sert lehimleme, iki benzer veya farklı metal parçasını, ısı ve spelter olarak bilinen özel bir demir dışı dolgu metaliyle birleştirme işlemidir. Spelterin erime noktası genellikle 420 ° C'nin üzerindedir, ancak baz metalin erime noktasının altındadır. Erimiş spelter, eklemin küçük kılcal kısımlarının içinde akar ve eklem üretmek için katılaşır.

Lehimleme Süreci:

Lehimleme ile ilgili çeşitli aşamalar şunlardır:

(i) İş parçalarının temizlenmesi.

(ii) İş parçalarının sıkıştırılması.

(iii) İş parçalarının akması.

(iv) Mafsalın oyulması.

Her şeyden önce, birleştirilecek iki metal parçayı temizleyin ve mevcut tüm gresleri ve oksitleri çıkarın. Daha sonra iki parça bağlantı hattı boyunca uygun kelepçe ile bir araya getirilir ve bu konumda tutulur.

Akı, eklenen oksitleri çıkarmak veya oksitlerin oluşumunu önlemek için eklem üzerine uygulanır. Bundan sonra, parçaları, tutucunun erime noktasının üzerindeki sıcaklığa kadar kelepçeli pozisyonda ısıtın. Sonunda spelter, eklem boyunca kılcal hareket ile akan eklemi uygular. Katılaşmadaki spelter, gerekli kuvvetin birleşimini verir.

Lehimlemede Akı:

Lehimlemede kullanılan akılar arasında boraks, borik asit, boratlar, florürler, klorürlerin bir ıslatıcı madde ile birlikte kombinasyonları bulunur. Akı, kullanılan lehimleme yöntemine (ısıtma yöntemi) bağlı olarak bir sıvı, bulamaç, toz veya macun formunda olabilir.

Popüler bir bileşim% 75 boraks ve% 25 borik asittir. Paslanmaz çelik, alüminyum veya bakır alaşımlarının sert lehimlemesi için, alkali bi-florürler akı olarak kullanılır. Tungsten bakırla lehimlemek için sodyum siyanür içeren özel bir akı kullanılır. Akı uygulama yöntemi püskürtme, fırçalama veya basınçlı bir enjektör olabilir.

Lehimleme Doldurma Metalleri:

Lehimleme için kullanılan dolgu metalleri (spelter) ayrıca lehimleme metalleri olarak da adlandırılır. Lehimlenecek baz metal türlerine bağlı olarak, bir miktar dolgu metali mevcuttur.

Sert lehim dolgu metalleri esas olarak bakır, gümüş, alüminyum, magnezyum veya nikel içeren alaşımlardır. Halkalar, teller, ince çubuklar ve alaşımlı macun şeklindedirler.

İş parçalarını ısıtırken uygulanır. Bununla birlikte, alaşım macunu, akı ile birlikte lehimleme noktasında, ısıtmadan önce uygulanabilir.

Lehimleme metalleri genel olarak üç kategoride sınıflandırılır:

(A) Bakır ve Alaşımları:

Bakır ve alaşımları, lehimleme amacıyla en çok kullanılan spelterlerdir. Tek başına bakır veya nikel, gümüş, çinko veya kalay içeren alaşımları lehimleme için kullanılır. Lehimleme sıcaklığı 700 ila 1100 ° C arasında değişmektedir.

(b) Gümüş ve Alaşımları:

Gümüş ve alaşımları ayrıca lehimleme için yaygın olarak kullanılan spelterlerdir. İşlem gümüş lehimleme olarak bilinir. Birleştirme metalinin nispeten düşük erime noktasına sahip olduğu yerlerde uygundur. Sert lehimleme 630 ° C ila 850 ° C arasında yapılır. Genelde normal servis sıcaklığı 270 ° C'dir. Gümüş ve çinko, kadmiyum, manganez, nikel, bakır ve kalay içeren alaşımları da lehimleme için kullanılır.

(c) Alüminyum ve Alaşımları:

Alüminyum, alüminyum ve alaşımlarının lehimlemesinde püskürtücü olarak kullanılır. Aluminyumun lehimi o kadar kolay değildir ve özel yöntemler gerektirir. Lehimleme sıcaklığı 540 ila 620 ° C arasında değişmektedir.

Lehimli Olabilecek Metaller:

Demir, çelik, bakır, alüminyum ve alaşımları, pirinç, bronz, gümüş vb. Gibi metaller ve alaşımlar uygun fışkırtma (lehimleme metali) yoluyla uygun şekilde lehimlenir. Alüminyum lehimleme özel ve pahalı bir tekniğe ihtiyaç duyar. Kalay, kurşun ve çinko gibi düşük erime metaller dışında, diğer tüm metallerde lehimleme yapılır.

Lehimleme Teknikleri (Isıtma Yöntemleri):

Uygun lehimleme için gerekli olan baz metalin ısıtılması. Lehimleme ısısı çeşitli yöntemlerle uygulanabilir. Uygun lehimleme yönteminin seçimi, birleştirilen bileşenlerin boyutuna ve şekline, kullanılacak baz metal tipine, kullanılacak lehimleme dolgu metaline (spelter) ve gereken üretim hızına bağlıdır.

Aşağıdaki lehimleme yöntemleri sanayide yaygın olarak kullanılmaktadır:

(i) Torç lehimleme.

(ii) Fırın lehimleme.

(iii) Dirençli lehimleme.

(iv) Dip lehimleme.

(v) Tuz banyosu lehimi.

(vi) İndüksiyonla lehimleme.

(i) Torç Lehimleme:

Torç lehimlemesinde, derz bölgesinin uygun lehimleme sıcaklığına ısıtılması için bir indirgeme alev kullanılır. Daha sonra bir akı uygulanır ve eridiğinde, dolgu metali (sert lehim alaşımı) derz alanına elle beslenir. Dolgu metali eridiği zaman, tabansal bileşenler arasındaki boşluğa topikal bir hareketle akar.

Dolgu metali her zaman eklem tarafından kazanılan ısı ile eritilmeli ve doğrudan alev uygulanmamalıdır. İşlem, dökme demirdeki onarım işleri için çok popüler bir şekilde kullanılır ve yarı otomatik olarak kullanılabilmesine rağmen, genellikle manuel olarak uygulanır. Torç lehimleme hala en yaygın kullanılan yöntemdir.

(ii) Fırın Lehimleme:

Fırın lehimlemesinde, metal parçalarını dolgu metalinin erime sıcaklığına, ancak baz metalin erime sıcaklığının çok altına indirmek için bir parti veya sürekli taşıyıcı tipi fırın kullanılır.

Fırının ısıtılması, gaz veya kontrollü sıcaklıkta elektrik yardımıyla yapılır. Fırının atmosferi oksidasyonu önlemek ve proseste yer alan metallere uyması için kontrol edilir.

Bu atmosfer Oksijen, kuru hidrojen, amonyak veya başka herhangi bir inert gazla sağlanabilir. Jig ve armatürler eklemi tutturmak için kullanılır. Uygun bir akı sıklıkla kullanılır. Parçalar fırının içine girmeden önce dolgu metalinin birleşim yerine yerleştirilmesi gerekir.

Dolgu metali bir halka, rondela, tel, toz veya macun şeklini alabilir. Fırın lehimleme, küçük parçaların seri üretimi için en uygun yöntemdir.

(iii) Dirençli Lehimleme:

Direnç kaynağında, punta kaynağında olduğu gibi, düşük voltajlı, yüksek amperli bir akım ısıtma kaynağı olarak kullanılır. İş parçası, iki elektrot arasında tutulur, dolgu metali birleşim alanına önceden yüklenmiştir.

Eklem içinden geçen akım, ek yerin etrafına yayılan ve kılcal hareket boyunca boşluğun içine akan sert lehim dolgu metalini ısıtır ve eritir. Dirençli lehimleme normalde elektrik temaslarının lehimlenmesi ve bakır trafo uçlarının imalatında kullanılır. Büyük miktarda üretim için en uygunudur.

(iv) Dip Lehimleme:

Dip lehimlemede lehimlenecek olan eklem, erimiş bir dolgu metaline batırılır. Erimiş metal, harici olarak ısıtılmış özel bir potada tutulur ve oksidasyondan korumak için bir tabaka akısı ile kaplanır. Lehimlenecek olan metaller banyoyu belirli bir süre daldırmada kalır.

Daldırma yöntemi, sıcaklık kontrolü ile hızı ve doğruluğu için yaygın olarak kullanılır. Dip lehimleme işlemi sadece küçük parçalar için kullanılır, çünkü dolgu metali iş parçasının tamamını kaplar.

(v) Tuz Banyosu Lehimleme:

Tuz banyosu lehimlemesinde, erimiş bir florür banyosu ve klorür tuzu bir ısıtma kaynağı olarak işlev görür. Dolgu metali, lehimleme işleminden önce eklem alanına yerleştirilir. Daha sonra, bütün montaj uygun bir sıcaklığa ısıtılır ve daha sonra 1 ila 5 dakika tuz banyosuna batırılır.

Son olarak, elde edilen sıcak lehimlenmiş mafsal, kalan akı veya tuzu gidermek için sıcak ve soğuk suda iyice durulanır (yıkanır). Tuz banyosu lehimi genellikle alüminyum ve alaşımlarını sertleştirmek için kullanılır.

(vi) İndüksiyonla Lehimleme:

İndüksiyonla lehimleme işleminde, bileşende indüklenmiş bir alternatif akım bir ısıtma kaynağı olarak işlev görür. Lehimlenecek bileşenler, bakırdan yapılmış özel indüktör bobinleri tarafından üretilen alternatif bir manyetik alana yerleştirilerek ısıtılır.

Dolgu metali genellikle lehimleme işleminden önce derz alanına yerleştirilir, ancak operatör tarafından elle de beslenebilir. İndüksiyonla lehimleme, die-lehimleme gibi, çok yakın bir sıcaklık kontrolü elde etmenin belirgin bir avantajına sahiptir.

Lehimli Eklemlerin Tasarımı:

Eklem alanı geometrilerine göre üç tip lehimleme bağlantısı vardır; popo, kucak ve eşarp. Vatka eklemleri en güçlü, popo eklemi en zayıf olanıdır.

Bununla birlikte, tasarım kucak eklemleri; Eklem çakışmasının, tiner bazlı metalin kalınlığı olduğu 3t'den fazla olduğundan emin olun. Ayrıca, lehimli bağlantıların, kesme gerilmelerini değil gerilme gerilmelerini taşımak için tasarlandığını daima unutmayın. Şekil 7.41, lehimli bağlantıların tasarımında bazı iyi ve zayıf uygulamaları göstermektedir.

Sert lehimli derzlerin uygun tasarımı için çekme, sıkıştırma, kesme, sıyırma ve kırma gerilmeleri derzi sert lehimlemeden önce hesaplanır.

İki ana faktör vardır, dikkate alınması gerekenler:

(a) Sert lehim dolgu metalinin mekaniği, kılcal hareket ile eklem içinden akar ve

(b) Dolgu metalinin gücünün, baz metallerinkinden daha zayıf olduğu unutulmamalıdır.

Aşağıdaki tasarım değerlendirmesi ürün tasarımcısı tarafından dikkate alınmalıdır:

1. Dolgu metalinin ek yerinin bir tarafına yerleştirildiğinden emin olun ve dolgu metalini işlemden önce veya sırasında yerleştirmek için bir boşluk bırakın.

2. Optimum lehimleme koşulları için uygun derz boşluğunun sağlanması. Boşluk kullanılan dolgu metaline bağlıdır ve genellikle 0.18 mm'den daha az bir değer alır.

3. Dolgu metalinin kat edeceği mesafenin limit mesafeden kısa olduğundan emin olun.

4. Yeterli dolgu malzemesi sağlanması.

5. Dolgu metalinin (spelter) ana metalden daha zayıf olması nedeniyle eklem alanının artmasının sağlanması.