Tehnologija lemljenja

Lemljenje, kao jedna od tehnologija za izradu trajnih spojeva, jedinstven je način spajanja najrazličitijih materijala - metala, nemetala, kao i kombinacija metala s nemetalima (ugljik, legura, brzorezni čelik, obojeni metali i njihove legure - bakar, aluminij, tvrde legure, poluvodiči, keramika itd.).

Kvaliteta lemljenih spojeva uvelike ovisi o pripremnim radnjama: čišćenju površina, nanošenju temeljnih premaza, postavljanju materijala za lemljenje, prethodnom sastavljanju proizvoda u pričvrsne elemente i testiranju načina lemljenja.

Čišćenje površina treba osigurati uklanjanje oksida i masnih onečišćenja koja sprječavaju kapilarno povlačenje materijala izratka i lema. Čišćenje prije lemljenja provodi se na dva načina - kemijskim i mehaničkim. Mehaničkim čišćenjem uklanjaju se grube nečistoće (hrđa, oksidi i dr.), a kemijskim čišćenjem masnoća i lakša nečistoća (brisanje alkoholima — etil, butil, metil, posebne mješavine za čišćenje).U slučaju kemijskog odmašćivanja treba uzeti u obzir potrebu za naknadnim ispiranjem sastava.

Mehaničko čišćenje se vrši abrazivnim mlazom (pijesak, sačma) za velike površine, metalne četke, tokarilice, brusilice. Uklanjanje prašine također je potrebno nakon suhog pjeskarenja. Lemljenje treba započeti što je prije moguće nakon čišćenja kako bi se izbjeglo ponovno stvaranje oksida.

Nanošenje temeljnih premaza koristi se za poboljšanje fluidnosti lema. Najčešće se koriste bakreni premazi. Čelici otporni na koroziju također su poniklani. Bakrene prevlake nanose se lemljenjem ili elektrolitičkim taloženjem.

Lem se postavlja u blizini procjepa u obliku žice, profilirane folije, paste itd. ili izravno u procjep. Drugi način je dovod lemljenja tijekom procesa lemljenja - ručno ili mehanizirano. Lem se učvršćuje lijepljenjem ili zavarivanjem.

Kod nanošenja lema u razmak široko se koristi metoda električnog taloženja (za kositar, titan, bakar, razne legure). Također se koristi plazma raspršivanje premaza. Kod kontaktno-reaktivnog lemljenja, folija (ili raspršeni premaz) se postavlja u razmak, tvoreći kontaktni par s metalom izratka.

Za zaštitu površina koje se ne mogu lemiti koriste se posebne «stop paste» od silicijevog dioksida (Al2O3), grafita, cirkonijevog oksida i dr.

Prethodno pričvršćivanje dijelova proizvedenih za održavanje određenog zazora i relativnog položaja dijelova.U ovom slučaju mogu se koristiti i rastavljivi spojevi (montaža u uređaje, prešanje) i jednokomponentni (grijanje, montaža točkastim, otpornim ili elektrolučnim zavarivanjem).

Dizajni za lemljenje

Glavni parametri načina lemljenja su:

• temperatura lemljenja,

• brzina zagrijavanja,

• čuvanje vremena

• sila pritiska (za lemljenje pod pritiskom),

• brzina hlađenja.

Temperatura lemljenja se određuje na temelju najveće dopuštene vrijednosti za lemljenje ovih materijala, a lem se odabire tako da njegova temperatura likvidusa bude 20-50 stupnjeva niža od temperature lemljenja.

Brzina zagrijavanja bitna za dijelove s tankim stijenkama. Utvrđuje se empirijski.

Vrijeme držanja na temperaturi lemljenja također se određuje empirijski na temelju činjenice da mora osigurati proces vlaženja i širenja. Istodobno, ne preporuča se nerazumno povećavati njegovu vrijednost, jer to može dovesti do erozije metala izratka od djelovanja rastaljenog lema.

Zagrijavanje za taljenje lema može se izvesti na različite načine — ručno (pomoću plamenika, lemilice), u pećima, induktivnim i kontaktnim metodama.

Nakon lemljenja potrebno je izvršiti čišćenje, koje se u pravilu provodi u dvije faze. Prvi je uklanjanje otpada od lemljenja. Drugi je skidanje kako bi se uklonili oksidni slojevi nastali tijekom procesa lemljenja fluksom. Neprianjanje agresivnih ostataka topitelja može oslabiti lemljene spojeve.

Budući da je većina topila za lemljenje topiva u vodi, najbolji način za njihovo uklanjanje je ispiranje sklopa u vrućoj vodi (50 stupnjeva ili više). Najbolje je potopiti sklop u vodu dok su zalemljeni dijelovi još vrući. Ako je potrebno, fluks se može lagano utrljati žičanom četkom. Sofisticiranije metode uklanjanja fluksa—fino ultrazvučno čišćenje—mogu se koristiti za ubrzavanje izlaganja vrućoj vodi ili pari.

Ponekad je potrebno ukloniti fluks s pregrijanih dijelova lema. U takvim slučajevima, tok je potpuno zasićen oksidima i postaje zelen ili crn. U tom slučaju mora se ukloniti razrijeđenom otopinom klorovodične kiseline (koncentracija 25%, temperatura zagrijavanja 60-70 stupnjeva, izloženost 0,5 ... 2 minute). U tom slučaju morate se pridržavati svih mjera opreza pri radu s kiselinama.

Nakon što se lem očisti od ostataka topitelja, uklanjaju se oksidi. Najbolja sredstva za čišćenje su ona koja preporučuje proizvođač lema koji se koristi za lemljenje. Mogu se koristiti i kisele otopine, ali dušična kiselina, na primjer, uništava srebrne lemove tijekom jetkanja.

Nakon uklanjanja topitelja i oksida, lemljeni spojevi mogu se podvrgnuti nizu drugih završnih operacija - poliranje ili konzerviranje ulja.

Defekti tijekom procesa lemljenja slični su zavarenim: ne-kapanje, nemetalni uključci, pore i šupljine, pukotine. Do nelemljenja može doći kada su razmak i zagrijavanje neravnomjerni, kada nema dovoljno vlaženja ili nema izlaza plina.

Nemetalne inkluzije u lemljenom spoju pojavljuju se kada lem stupa u interakciju s kisikom koji se nalazi u zraku, od interakcije fluksa s metalom izratka tijekom dugotrajnog zagrijavanja i s lošim prethodnim čišćenjem površina. Pore ​​i šupljine mogu nastati s velikim razmacima i ako se topivost plinova smanji tijekom kristalizacije zavara.

Pukotine mogu biti posljedica toplinskih naprezanja tijekom hlađenja dijelova ili stvaranja krhkih intermetalnih spojeva.

Pridržavanjem režima lemljenja, temeljitim čišćenjem i osiguravanjem optimalnog razmaka između dijelova za lemljenje značajno se smanjuje opasnost od oštećenja lemljenih spojeva.

Vidi također: Igle i žice za lemljenje