Soldeer van aluminium en aluminiumlegerings

1. Soldeerbaarheid

Die soldeer-eienskappe van aluminium en aluminiumlegerings is swak, hoofsaaklik omdat die oksiedfilm op die oppervlak moeilik is om te verwyder. Aluminium het 'n groot affiniteit vir suurstof. Dit is maklik om 'n digte, stabiele en hoë smeltpunt oksiedfilm Al2O3 op die oppervlak te vorm. Terselfdertyd sal aluminiumlegerings wat magnesium bevat ook 'n baie stabiele oksiedfilm MgO vorm. Dit sal die benatting en verspreiding van soldeer ernstig belemmer. En is moeilik om te verwyder. Tydens soldeer kan die soldeerproses slegs met die regte vloeimiddel uitgevoer word.

Tweedens, die werking van aluminium- en aluminiumlegeringssoldeerwerk is moeilik. Die smeltpunt van aluminium en aluminiumlegering verskil nie veel van dié van die soldeervulmetaal wat gebruik word nie. Die opsionele temperatuurreeks vir soldeerwerk is baie smal. 'n Bietjie onbehoorlike temperatuurbeheer kan maklik oorverhitting of selfs smelting van die basismetaal veroorsaak, wat die soldeerproses moeilik maak. Sommige aluminiumlegerings wat deur hittebehandeling versterk word, sal ook versagtingsverskynsels soos oorveroudering of uitgloeiing as gevolg van soldeerverhitting veroorsaak, wat die eienskappe van die gesoldeerde verbindings sal verminder. Tydens vlamsoldeerwerk is dit moeilik om die temperatuur te beoordeel omdat die kleur van die aluminiumlegering nie tydens verhitting verander nie, wat ook die vereistes vir die operateur se bedryfsvlak verhoog.

Boonop word die korrosieweerstand van gesoldeerde verbindings van aluminium en aluminiumlegering maklik beïnvloed deur vulmetale en vloeimiddels. Die elektrodepotensiaal van aluminium en aluminiumlegering verskil heelwat van dié van soldeer, wat die korrosieweerstand van die verbinding verminder, veral vir die sagte soldeerverbinding. Boonop het die meeste vloeimiddels wat in die soldeer van aluminium en aluminiumlegerings gebruik word, sterk korrosiwiteit. Selfs al word hulle na soldeer skoongemaak, sal die invloed van vloeimiddels op die korrosieweerstand van verbindings nie heeltemal uitgeskakel word nie.

2. Soldeermateriaal

(1) Soldeer van aluminium en aluminiumlegerings is 'n seldsame metode, omdat die samestelling en elektrodepotensiaal van die soldeervulmetaal en die basismetaal baie verskil, wat maklik elektrochemiese korrosie van die verbinding kan veroorsaak. Die sagte soldeer gebruik hoofsaaklik sinkgebaseerde soldeer en tin-loodsoldeer, wat volgens die temperatuurreeks verdeel kan word in laetemperatuursoldeer (150 ~ 260 ℃), mediumtemperatuursoldeer (260 ~ 370 ℃) en hoëtemperatuursoldeer (370 ~ 430 ℃). Wanneer tin-loodsoldeer gebruik word en koper of nikkel vooraf op die aluminiumoppervlak geplateer word vir soldeer, kan korrosie by die verbindingskoppelvlak voorkom word, om sodoende die korrosiebestandheid van die verbinding te verbeter.

Soldeer van aluminium en aluminiumlegerings word wyd gebruik, soos filtergidse, verdampers, verkoelers en ander komponente. Slegs aluminium-gebaseerde vulmetale kan gebruik word vir die soldeer van aluminium en aluminiumlegerings, waaronder aluminium-silikon vulmetale die mees gebruikte is. Die spesifieke toepassingsomvang en die skuifsterkte van gesoldeerde verbindings word onderskeidelik in Tabel 8 en tabel 9 getoon. Die smeltpunt van hierdie soldeer is egter naby dié van die basismetaal, dus moet die verhittingstemperatuur streng en akkuraat beheer word tydens soldeer om oorverhitting of selfs smelting van die basismetaal te vermy.

Tabel 8 toepassingsomvang van soldeervullermetale vir aluminium en aluminiumlegerings

Tabel 9 skuifsterkte van aluminium- en aluminiumlegeringsverbindings gesoldeer met aluminium-silikonvulmetale

Aluminium-silikon-soldeer word gewoonlik in die vorm van poeier, pasta, draad of plaat verskaf. In sommige gevalle word soldeer-saamgestelde plate met aluminium as kern en aluminium-silikon-soldeer as bekleding gebruik. Hierdie tipe soldeer-saamgestelde plaat word deur die hidrouliese metode vervaardig en word dikwels as deel van soldeerkomponente gebruik. Tydens soldeer smelt die soldeervulmetaal op die saamgestelde plaat en vloei onder die werking van kapillêr en swaartekrag om die voeggaping te vul.

(2) Vloeimiddel en beskermingsgas vir aluminium- en aluminiumlegeringssoldeer, spesiale vloeimiddel word dikwels gebruik om die film te verwyder. Die organiese vloeimiddel gebaseer op triëtanolamien, soos fs204, word gebruik met lae-temperatuur sagte soldeer. Die voordeel van hierdie vloeimiddel is dat dit min korrosie-effek op die basismetaal het, maar dit sal 'n groot hoeveelheid gas produseer, wat die benatting en seëlmiddel van die soldeer sal beïnvloed. Die reaktiewe vloeimiddel gebaseer op sinkchloried, soos fs203 en fs220a, word gebruik met medium- en hoë-temperatuur sagte soldeer. Die reaktiewe vloeimiddel is hoogs korrosief, en die oorskot daarvan moet na soldeer verwyder word.

Tans word die soldeer van aluminium en aluminiumlegerings steeds oorheers deur die verwydering van vloeimiddelfilms. Die soldeervloeimiddel wat gebruik word, sluit chloriedgebaseerde vloeimiddel en fluoriedgebaseerde vloeimiddel in. Chloriedgebaseerde vloeimiddel het 'n sterk vermoë om die oksiedfilm te verwyder en goeie vloeibaarheid, maar dit het 'n groot korrosiewe effek op die basismetaal. Die oorskot daarvan moet heeltemal verwyder word na soldeer. Fluoriedgebaseerde vloeimiddel is 'n nuwe tipe vloeimiddel, wat 'n goeie filmverwyderingseffek het en geen korrosie op die basismetaal veroorsaak nie. Dit het egter 'n hoë smeltpunt en swak termiese stabiliteit, en kan slegs met aluminium-silikonsoldeer gebruik word.

Wanneer aluminium en aluminiumlegerings gesoldeer word, word vakuum-, neutrale of inerte atmosfeer dikwels gebruik. Wanneer vakuumsoldering gebruik word, moet die vakuumgraad gewoonlik die orde van 10-3 Pa bereik. Wanneer stikstof- of argongas vir beskerming gebruik word, moet die suiwerheid daarvan baie hoog wees, en die doupunt moet laer as -40 ℃ wees.

3. Soldeertegnologie

Soldeer van aluminium en aluminiumlegerings het hoë vereistes vir die skoonmaak van die werkstukoppervlak. Om goeie gehalte te verkry, moet die olievlek en oksiedfilm op die oppervlak verwyder word voor soldeer. Verwyder die olievlek op die oppervlak met 'n Na2CO3-waterige oplossing by 'n temperatuur van 60 ~ 70 ℃ vir 5 ~ 10 minute, en spoel dan met skoon water af; Die oppervlakoksiedfilm kan verwyder word deur te ets met 'n NaOH-waterige oplossing by 'n temperatuur van 20 ~ 40 ℃ vir 2 ~ 4 minute, en dan met warm water te was; Nadat die olievlek en oksiedfilm op die oppervlak verwyder is, moet die werkstuk vir 2 ~ 5 minute met 'n HNO3-waterige oplossing vir glans behandel word, dan in lopende water skoongemaak en uiteindelik gedroog word. Die werkstuk wat met hierdie metodes behandel is, moet nie met ander vuilgoed aangeraak of besoedel word nie, en moet binne 6 ~ 8 uur gesoldeer word. Dit is beter om onmiddellik te soldeer indien moontlik.

Die soldeermetodes van aluminium en aluminiumlegerings sluit hoofsaaklik vlamsoldeer, soldeerboutsoldeer en oondsoldeer in. Hierdie metodes gebruik gewoonlik vloeimiddel in soldeer, en het streng vereistes vir verhittingstemperatuur en houtyd. Vermy die verhitting van die vloeimiddel direk deur die hittebron tydens vlamsoldeer en soldeerboutsoldeer om te verhoed dat die vloeimiddel oorverhit en faal. Aangesien aluminium in sagte soldeer met 'n hoë sinkinhoud opgelos kan word, moet verhitting gestaak word sodra die verbinding gevorm is om korrosie van die basismetaal te voorkom. In sommige gevalle gebruik die soldeer van aluminium en aluminiumlegerings soms nie vloeimiddel nie, maar ultrasoniese of skraapmetodes om die film te verwyder. Wanneer skraap gebruik word om die film vir soldeer te verwyder, verhit die werkstuk eers tot die soldeertemperatuur, en skraap dan die soldeergedeelte van die werkstuk met die punt van die soldeerstaaf (of skraapgereedskap). Terwyl die oppervlakoksiedfilm gebreek word, sal die punt van die soldeer smelt en die basismetaal natmaak.

Soldeermetodes van aluminium en aluminiumlegerings sluit hoofsaaklik vlamsoldeer, oondsoldeer, dompelsoldeer, vakuumsoldeer en gasbeskermde soldeer in. Vlamsoldeer word meestal gebruik vir klein werkstukke en enkelstukproduksie. Om die mislukking van die vloeimiddel as gevolg van die kontak tussen die onsuiwerhede in asetileen en die vloeimiddel te vermy wanneer oksiasetileenvlam gebruik word, is dit gepas om 'n petrol-saamgeperste lugvlam met effense reduseerbaarheid te gebruik om die oksidasie van die basismetaal te voorkom. Tydens spesifieke soldeer kan die soldeervloeimiddel en vulmetaal vooraf op die gesoldeerde plek geplaas word en terselfdertyd met die werkstuk verhit word; Die werkstuk kan ook eers tot die soldeertemperatuur verhit word, en dan kan die soldeer wat met vloeimiddel gedoop is, na die soldeerposisie gestuur word; Nadat die vloeimiddel en vulmetaal gesmelt is, moet die verhittingsvlam stadig verwyder word nadat die vulmetaal eweredig gevul is.

Wanneer aluminium en aluminiumlegering in 'n lugoond gesoldeer word, moet die soldeervulmetaal vooraf voorberei word, en die soldeervloeistof moet in gedistilleerde water gesmelt word om 'n dik oplossing met 'n konsentrasie van 50% ~ 75% voor te berei, en dan op die soldeeroppervlak bedek of gespuit word. 'n Geskikte hoeveelheid poeiersoldeervloeistof kan ook op die soldeervulmetaal en soldeeroppervlak bedek word, en dan moet die saamgestelde sweisstuk in die oond geplaas word vir verhittingssoldeer. Om te verhoed dat die basismetaal oorverhit of selfs smelt, moet die verhittingstemperatuur streng beheer word.

Pasta- of foeliesoldeer word oor die algemeen gebruik vir dompelsoldeer van aluminium en aluminiumlegerings. Die saamgestelde werkstuk moet voor soldeerwerk voorverhit word om die temperatuur naby die soldeertemperatuur te bring, en dan in soldeervloeistof gedompel word vir soldeerwerk. Tydens soldeerwerk moet die soldeertemperatuur en soldeertyd streng beheer word. As die temperatuur te hoog is, los die basismetaal maklik op en die soldeersel gaan maklik verlore; as die temperatuur te laag is, smelt die soldeersel nie genoeg nie en neem die soldeerspoed af. Die soldeertemperatuur moet bepaal word volgens die tipe en grootte van die basismetaal, die samestelling en smeltpunt van die vulmetaal, en is oor die algemeen tussen die liquidustemperatuur van die vulmetaal en die solidustemperatuur van die basismetaal. Die dompeltyd van die werkstuk in die vloeistofbad moet verseker dat die soldeersel volledig kan smelt en vloei, en die ondersteuningstyd moet nie te lank wees nie. Andersins kan die silikonelement in die soldeersel in die basismetaal diffundeer, wat die basismetaal naby die naat bros maak.

In vakuumsoldeer van aluminium en aluminiumlegerings word metaalbedrywende aktiveerders dikwels gebruik om die oppervlakoksiedfilm van aluminium te wysig en die benatting en verspreiding van soldeer te verseker. Magnesium kan direk op die werkstuk in die vorm van deeltjies gebruik word, of in die vorm van stoom in die soldeersone ingebring word, of magnesium kan as 'n legeringselement by die aluminium-silikonsoldeer gevoeg word. Vir die werkstuk met 'n komplekse struktuur, om die volle effek van magnesiumdamp op die basismetaal te verseker en die soldeerkwaliteit te verbeter, word plaaslike afskermingsprosesmaatreëls dikwels getref, dit wil sê, die werkstuk word eers in 'n vlekvrye staalboks (algemeen bekend as die prosesboks) geplaas en dan in 'n vakuumoond geplaas vir verhittingssoldeer. Vakuumgesoldeerde aluminium- en aluminiumlegeringsverbindings het 'n gladde oppervlak en digte soldeerverbindings en hoef nie na soldeer skoongemaak te word nie; Die vakuumsoldeertoerusting is egter duur, en die magnesiumdamp besoedel die oond ernstig, daarom moet dit gereeld skoongemaak en onderhou word.

Wanneer aluminium en aluminiumlegerings in 'n neutrale of inerte atmosfeer gesoldeer word, kan magnesiumaktiveerder of -vloeistof gebruik word om die film te verwyder. Wanneer magnesiumaktiveerder gebruik word om die film te verwyder, is die hoeveelheid magnesium wat benodig word baie laer as dié van vakuumsoldering. Oor die algemeen is w (mg) ongeveer 0.2% ~ 0.5%. Wanneer die magnesiuminhoud hoog is, sal die kwaliteit van die verbinding verminder word. Die NOCOLOK-solderingmetode wat fluoriedvloeistof en stikstofbeskerming gebruik, is 'n nuwe metode wat die afgelope paar jaar vinnig ontwikkel is. Aangesien die oorblyfsel van die fluoriedvloeistof nie vog absorbeer nie en nie korrosief vir aluminium is nie, kan die proses om vloeistofresidu na soldering te verwyder, weggelaat word. Onder die beskerming van stikstof hoef slegs 'n klein hoeveelheid fluoriedvloeistof bedek te word, die vulmetaal kan die basismetaal goed benat, en dit is maklik om hoëgehalte-solderingverbindings te verkry. Tans word hierdie NOCOLOK-solderingmetode gebruik in die massaproduksie van aluminiumverkoelers en ander komponente.

Vir aluminium en aluminiumlegerings wat met ander vloeimiddel as fluoriedvloeimiddel gesoldeer is, moet die vloeimiddelresidu na soldeerwerk heeltemal verwyder word. Die residu van organiese soldeervloeimiddel vir aluminium kan gewas word met organiese oplossings soos metanol en trichloretileen, geneutraliseer word met 'n waterige natriumhidroksiedoplossing, en uiteindelik skoongemaak word met warm en koue water. Chloried is die residu van soldeervloeimiddel vir aluminium, wat volgens die volgende metodes verwyder kan word; Week eers vir 10 minute in warm water by 60 ~ 80 ℃, maak die residu op die gesoldeerde las versigtig skoon met 'n borsel, en maak dit skoon met koue water; Week dit dan vir 30 minute in 'n 15% salpetersuurwaterige oplossing, en spoel dit uiteindelik met koue water af.