Klasifikacija lemilica, tehničke karakteristike i preporuke za odabir
Prilikom odabira lemljenja trebali biste se voditi sljedećim načelima:
1) temperatura taljenja zalemljenih dijelova mora biti viša od temperature taljenja lema,
2) mora se osigurati dobra kvasljivost osnovnog materijala,
3) vrijednosti koeficijenata toplinskog širenja osnovnog materijala i lema također bi trebale biti bliske,
4) najniža toksičnost lemljenja,
5) lem ne smije narušiti mehanička svojstva osnovnog materijala i s njim formirati galvanski par, što dovodi do intenzivne korozije tijekom rada,
6) svojstva lema moraju udovoljavati tehničkim i pogonskim zahtjevima za konstrukciju u cjelini (čvrstoća, električna vodljivost, otpornost na koroziju, otpornost na hladnoću itd.),
7) lemovi s ograničenim intervalom kristalizacije zahtijevaju kvalitetnu pripremu površine za lemljenje i osiguravaju točan kapilarni razmak, s velikim razmacima bolje je koristiti kompozitne lemove,
8) samorazvodnjavajući lemovi, bez cinka i drugih metala s visokim tlakom pare, najprikladniji su za vakuumsko lemljenje i lemljenje u okolini zaštitnog plina,
9) za lemljenje nemetalnih dijelova koriste se lemovi s dodacima elemenata s najvećim kemijskim afinitetom (za keramiku i staklo - s cirkonijem, hafnijem, indijem, titanom).
Lemovi se klasificiraju prema nekoliko kriterija:
1. Po talištu:
a) niske temperature (Tm do 450 stupnjeva, na bazi galija, indija, kositra, bizmuta, cinka, olova i kadmija): posebno lagano talište (Tm do 145 stupnjeva), nisko talište (Tm = 145 .. 450 stupnjeva );
b) visoka temperatura (Tm više od 450 stupnjeva, na bazi bakra, aluminija, nikla, srebra, željeza, kobalta, titana): srednje talište (Tm = 450 ... 1100 stupnjeva), visoko talište (Tm = 1100 ... 1850 stupnjeva. ), Vatrostalni (Tm više od 1850 stupnjeva.).
2. Po vrsti taljenja: potpuno i djelomično taljenje (kompozit, od krutog punila i dijela s niskim talištem).
3. Prema načinu dobivanja lema - gotovo i oblikovano u procesu lemljenja (kontaktno-reaktivno lemljenje). Kod kontaktnog reaktivnog lemljenja, lem se proizvodi taljenjem osnovnog metala, odstojnika (folija), premaza ili istiskivanjem metala iz topitelja.
4. Po glavnom kemijskom elementu u sastavu lema (sadržaj preko 50%): indij, galij, kositar, magnezij, cink, aluminij, bakar, srebro, zlato, nikal, kobalt, željezo, mangan, paladij, titan, niobij, cirkonij, vanadij, mješoviti lemovi od dva elementa.
5. Po načinu formiranja protoka: fluksirajući i samoprotučni koji sadrže litij, bor, kalij, silicij, natrij. Flux se koristi za uklanjanje oksida i zaštitu rubova od oksidacije.
6.Po tehnologiji proizvodnje lemova: prešani, vučeni, štancani, valjani, lijevani, sinterovani, amorfni, ribani.
7. Prema vrsti lema: trakasti, žičani, cjevasti, trakasti, pločasti, kompozitni, prah, pasta, tableta, ugrađeni.
Među niskotemperaturnim lemovima najčešći su olovni lemovi za kositar (Tm = 183 stupnja s udjelom kositra od 60%).Sadržaj kositra može varirati unutar 30 ... 60%, Tm = 145 ... 400 stupnjeva. S većim sadržajem ovog elementa smanjuje se temperatura taljenja i povećava fluidnost legura.
Budući da je legura kositra i olova sklona raspadanju i ne komunicira dobro s metalima tijekom lemljenja, u sastav ovih lemova uvode se aditivi za legiranje cinka, aluminija, srebra, kadmija, antimona, bakra.
Spojevi kadmija poboljšavaju svojstva lemova, ali imaju povećanu toksičnost. Lemovi s visokim sadržajem cinka koriste se za lemljenje obojenih metala - bakra, aluminija, mjedi i legura cinka. Kositreni lemovi otporni su na toplinu do temperature od oko 100 stupnjeva, olovni - do 200 stupnjeva. Olovo također brzo korodira u tropskim klimatskim uvjetima.
Lemovi s najnižom temperaturom su formulacije koje sadrže galij (Tm = 29 °). Kositar-galijev lem ima Tm = 20 stupnjeva.
Bizmutni lemovi imaju Tm = 46 … 167 stupnjeva. Takvi lemovi tijekom skrućivanja povećavaju volumen.
Talište indija je 155 stupnjeva. Indijski lemovi Koriste se pri lemljenju materijala s različitim temperaturnim koeficijentima širenja (na primjer, čelik otporan na koroziju s kvarcnim staklom), jer ima svojstvo visoke plastičnosti.Indij ima otpornost na oksidaciju, otpornost na alkalnu koroziju, dobru električnu i toplinsku vodljivost i močivost.
Među visokotemperaturnim lemovima najtaljiviji su spojevi na bazi bakra... Bakreni lemovi koriste se za lemljenje čelika i lijevanog željeza, nikla i njegovih legura, kao i za lemljenje pod vakuumom. Bakreno-fosforni lemovi (udio fosfora do 7%) koriste se za lemljenje bakra kao alternativa srebrnim lemovima.
Imaju bakrene lemove veće plastičnosti s dodacima srebra i mangana... Radi poboljšanja mehaničkih svojstava uvode se dodaci nikla, cinka, kobalta, željeza, alkalijskih metala, bora i silicija.
Bakar-cink lemljenje vatrostalniji (Tm više od 900 stupnjeva. S količinom cinka do 39%), koristi se za lemljenje ugljičnih čelika i raznih materijala. Gubitak cinka u obliku isparavanja mijenja svojstva lema i štetan je za zdravlje, kao i pare kadmija. Kako bi se smanjio ovaj učinak, silicij se uvodi u lem.
Bakar-nikal lemovi pogodni za lemljenje dijelova od čelika otpornih na koroziju. Komponenta nikla povećava Tm. Da bi se smanjio, u lem se uvode silicij, bor i mangan.
Srebrni lemovi izrađeni su u obliku sustava «bakar-srebro» (Tm = 600 ... 860 stupnjeva). Srebrni lemovi sadrže aditive koji smanjuju Tm (kositar, kadmij, cink) i povećavaju čvrstoću spoja (mangan i nikal). Srebrni lemovi su univerzalni i koriste se za lemljenje metala i nemetala.
Kod lemljenja toplinski postojanih čelika koristiti lemove za nikal iz sustava "nikal-mangan"... Osim mangana, takvi lemovi sadrže i druge dodatke koji povećavaju otpornost na toplinu: cirkonij, niobij, hafnij, volfram, kobalt, vanadij, silicij. i bor.
Lemljenje aluminija izvodi se aluminijskim lemovima s dodatkom bakra, cinka, srebra i silicija redukcijom Tm. Posljednji element s aluminijem čini sustav najotporniji na koroziju.
Lemljenje vatrostalnih metala (molibden, niobij, tantal, vanadij) provodi se čistim ili kompozitnim visokotemperaturnim lemovima na bazi cirkonija, titana i vanadija. Lemljenje volframa proizvedeno od složenih lemova sustava "titan-vanadij-niobij", "titan-cirkonij-niobij" itd.
Svojstva lemova i njihov kemijski sastav prikazani su u tablicama 1-6.
Tablica 1. Lemovi ultraniskog tališta
Tablica 2. Svojstva nekih niskotemperaturnih legura
Tablica 3. Svojstva kositrenih lemova s dodatkom srebra / bakra
Tablica 4 (dio 1) Svojstva lemova za kositar i olovo
Tablica 5. Svojstva lemova na bazi indija, olova ili kositra s dodacima srebra
Tehnologije lemljenja bez olova: SAC lemovi i vodljiva ljepila