Definisjon av hardlodding
I følge AWS A3.0 er hardlodding definert som:
“En gruppe sammenføyningsprosesser som produserer liming av materialer ved å varme dem til hardlodding -temperaturen i nærvær av et hardlodding fyllmetall med en liquidus over 450 ° C [840 ° F] og under soliduset i grunnmetallet. Fyllmetallet hardlodding fordeles og beholdes mellom de tett monterte faying -overflatene i skjøten ved kapillærvirkning. "
En annen måte å forstå er at fyllmetaller må smelte mens basismaterialer ikke skal.
I tillegg til dette distribueres fyllmetall ved kapillærvirkning i gapet som dannes av leddflatene etter smelting.
For å tydeliggjøre definisjonen er det verdt å understreke at hardlodding er en ikke-mekanisk sammenføyningsmetode som fortjener å skilles fra sveising og lodding.
Forskjeller fra sveising
I hardlodding:
- Tilsetningsmaterialet (forbruksvarer) smeltes ved en temperatur som er lavere enn smeltetemperaturen for basismaterialene.
- På grunn av punktet ovenfor smelter ikke grunnmaterialene.
- Forbruksvaren fyller gapet mellom basismaterialene med kapillær effekt.
Forskjeller fra lodding
I myk (eller svak) lodding:
- En ikke-jernholdig forbruksvare brukes (f.eks. Bly);
- Forbruksvaren har et smeltepunkt på mindre enn 450 ° C.
Historikk
Rapporter om bruk av hardlodding er veldig gamle.
Det er spekulert i at lodden kan ha ved et uhell blitt oppdaget i en ovn rundt 4000 f.Kr.
Det første beviset som ble funnet var en gull- og sølvjuvel i graven til den egyptiske dronningen Pu-abi (datert til omtrent 2500 f.Kr.).
Bruken av hardlodding
hardlodding er mye brukt i mange applikasjoner på grunn av:
- Evne til å fusjonere materialer av svært forskjellig natur, for eksempel (metaller og keramikk) eller (titan og rustfritt stål);
- Små tykkelser. Sveising kan deformere dem overdrevent;
- Varmebehandlede materialer. For å forhindre tap av varmebehandlingen (før sveising).
Av disse grunnene brukes hardlodding for skjøter i bildeler, kjøleskap, varmevekslere, luftfarts- og romfartskomponenter, elektroniske komponenter, etc.
Typiske bruksområder for komponenter for kjøle- og bildelindustrien:
hardlodding av varmevekslere i aluminium (De brukes i kjølesystemer for personbiler):
hardlodding av kobber og grafitt (De brukes i kjernefysisk industri):
Fordeler
- Tillater forening av svært forskjellige og normalt ikke-sveisbare materialer.
- Komponenter kan behandles i bulk.
- hardlodding kan være mer økonomisk og produktiv;
- Deformasjon eller forvrengning er minimert eller til og med eliminert;
- Fortynningen med grunnmetallet er minimal;
- Termiske sykluser er forutsigbare;
- Tillater forening av materialer med svært forskjellige tykkelser
Ulemper
- Nedre ledd styrke sammenlignet med en sveiset skjøt;
- Den loddede skjøten vil sannsynligvis ha en lavere styrke enn grunnmetallet;
- Høye temperaturer kan ødelegge eller svekke loddede ledd .;
- Noen applikasjoner krever høy kontroll over leddens renslighet og presis bruk av fluss;
- Den endelige fargen på skjøten er ofte forskjellig fra grunnmetallet (uønsket visuelt utseende).
Varmekilder
Det er i utgangspunktet 5 varmekilder for hardlodding. Hver type er egnet for en delstil, geometri, materiale eller volum som skal loddes.
- (a) Fakkel eller fakkel
Passer for små deler, produsert i små mengder.
- (b) Ved induksjon
Passer for deler som krever større temperaturkontroll
- (c) Kontinuerlig ovn
Passer for små deler, produsert i store mengder.
- (d) Batchovn
Passer for store og komplekse deler.
- (e) Vakuumovn
Passer for reaktive materialer eller materialer som ikke kan oksideres.
Typer ledd
Dette er konfigurasjonene der grunnmaterialene skal loddes. Det er følgende typer loddede ledd:
- (a) Topp
- (b) Overlappende
- (c) og (d) Topp og overlappende variasjoner
- (e) Vinklet
Egenskaper
En loddet ledd må oppnå visse egenskaper for å oppfylle sine mål:
- Mekanisk motstand;
- Skjærstyrke;
- Tretthetsmotstand;
- Seighet;
- Korrosjonsbestandighet;
Designere anser ikke bare legeringens styrke som loddet, men også styrkeområdet eller minimum overlappingslengde som kreves for å opprettholde mekaniske egenskaper.
Konsepter
Fuktbarhet
Fuktighet er evnen til en flytende fase å spre seg over et fast underlag.
I hardlodding representeres væskefasen av det smeltede fyllmetallet og det faste underlaget av grunnmaterialet.
En skjematisk grafisk fremstilling av dette konseptet kan sees på bildet nedenfor. Den har tre forskjellige tilfeller av fuktbarhet:
I det første tilfellet ovenfor viser ikke fyllmaterialet noen tendens til å spre seg over grunnmateriale.
Den forblir i form av en dråpe som ikke våter overflaten.
I dette tilfellet er det ingen fysisk kontakt mellom væskefasen og underlaget, så det vil ikke være noen mulighet for binding.
I det andre tilfellet er fyllmaterialet spredt over basismaterialet, men på et begrenset nivå.
I dette tilfellet sies det at fuktbarheten er moderat. Det er fysisk kontakt mellom væskefasen og underlaget, noe som gjør at de kan forene seg.
I det tredje tilfellet sprer fyllmaterialet seg helt over grunnmaterialet og danner nesten et belegg. Det sies da at fuktbarheten er utmerket.
Den fysiske kontakten mellom væskefasen er størst mulig, så foreningen mellom dem oppnås lett.
Fuktbarheten til et fyllstoffmetall på et grunnmateriale vil avhenge av flere faktorer :
- (a) Fyllmetall avsatt på den forberedte overflaten av grunnmaterialet (før hardlodding);
- (b) Nåværende forhold gjør at forbruksvaren kan spre seg på grunnmaterialet;
- (c) Dårlige forhold hindrer strømmen av fyllmetall;
- (d) Forholdene her var så dårlige at forbruksvaren stakk av eller gikk tilbake fra basismaterialet.
Kapillær eller kapillær effekt
Det er et fysisk fenomen som oppstår når en væskefase fukter et substrat og kan forstås bedre av observere figuren nedenfor.
Hvis fuktbarhet eksisterer, har væskefasen en tendens til å stige over det normale nivået gjennom kapillæreffekten.
Høyden som nås er proporsjonal med gapets størrelse.
På den annen side, når det ikke er fuktbarhet, blir gapet ikke engang fylt, og høyden på væskefasen forblir under det normale nivået.
Merk: Gapet vil fylles bare når det smeltede fyllmaterialet fukter grunnmaterialene. Fyllingen blir lettere med mindre hull.
hardlodding er derfor ikke noe annet enn fylling av et mellomrom mellom grunnmaterialene med et smeltet fyllmetall
Og dette fyllmetall har nødvendigvis fuktbarhet på grunnmaterialene.
En skjematisk fremstilling av hardlodding kan sees nedenfor, der utviklingen av fyllmetall kan følges.
hardlodding gap
Det har blitt vist at fylling av gapet mellom basismaterialene avhenger av evnen til det smeltede fyllmetall til å våte basismaterialet.
Videre skjer fylling lettere i mindre hull.
Man kan da forestille seg at gapet som skal brukes skal være så lite som mulig, da dette ville lette fyllingen.
Dessverre er dette konseptet feil. Overdreven gapreduksjon gjør det vanskeligere for fluksen.
Fluksen fungerer ikke godt på veldig små mellomrom.
Akkurat som gapet ikke skal være for lite, bør det ikke være for stort stort.
Et lite gap vil gi en liten kapillæreffekt, noe som gjør fyllingen vanskelig.
Det konkluderes derfor med at gapet som skal brukes må være innenfor et visst område.
Et område der det er kjent at fluksen og kapillæreffekten er tilfredsstillende, og dermed sikre tilstrekkelig fylling av gapet.
Hullene som skal brukes er vanligvis i området 0,05 til 0,20 mm.
Det avhenger av påfyllingsmetall, type fluss og type skjøt som brukes.
Uansett bør forbruksvareleverandøren konsulteres for å anbefale det nødvendige gapet.
Flux (rengjøringsmidler)
Rengjøring er ganske enkelt avgjørende for hardlodding.
Vi må rense overflaten på grunnmaterialene før hardlodding. De må være fri for olje eller fett.
Dette er fordi oljen eller fettet, når det varmes opp, produserer rester som er igjen på overflaten av materialene.
Disse restene forhindrer at metallet i fyllstoffet fukter grunnmaterialene, og hardlodding umulig.
De elimineres vanligvis gjennom en avfettingsoperasjon, utført av industrielle løsningsmidler.
Flux Functions
- Eliminer laget overflateoksider fra basismaterialene, og dermed muliggjøre forekomst av fuktbarhet;
- Forhindre at basismaterialer oksiderer under oppvarming i hardlodding. Dette er nødvendig ettersom varme har en tendens til å akselerere kjemiske reaksjoner, inkludert oksidasjonsreaksjoner;
- Beskytt påfyllingsmetallet til det smelter, slik at fuktighet kan oppstå;
- Ikke angrip eller reager med basismateriale (Flux);
- Deoxidize grunnmaterialets overflate før påfyllingen av fyllmetall (minst 50 ° C under arbeidstemperaturen), og hold den deoksidert til slutten av hardlodding (Flux);
- Sørg for god fuktighet og flyt på basismaterialet, slik at den sprer seg ordentlig over overflatene som skal loddes (Flux);
- Fjernes lett etter hardlodding (Flux).
Flux kan være fast, flytende eller gassformig.
Fyllmetaller
Riktig valg av fyllmetall som skal brukes er ofte nøkkelen til suksess.
Generelt må disse materialene ha noen viktige egenskaper for at hardlodding skal skje skikkelig, for eksempel:
- Gi god fuktighet på grunnmaterialene som skal loddes;
- Tilstrekkelig smeltetemperatur (eller smeltetemperaturområde) i forhold til basismaterialene og fluiditet som gjør at det smeltede metallet kan trenge tilstrekkelig gjennom leddene ved kapillærvirkning;
- Presenter de nødvendige egenskapene for loddet komponent. For eksempel: tilstrekkelig mekanisk styrke, nødvendig elektrisk ledningsevne, etc;
- Ikke overreager med grunnmaterialet, forårsaker erosjon eller danner skjøre faser;
- Ikke vist høy tendens til likvidasjon (delvis fusjon).
Det er vanlig å klassifisere fyllmetaller i henhold til de kjemiske elementene som består dem.
Generelt sier vi at det er forskjellige familier av fyllmetaller, med hver familie preget av å inneholde de samme (eller nesten de samme) elementene.
Disse familiene av fyllmaterialer er forskjellige (fra hverandre) hovedsakelig ved smeltetemperaturer.
Denne egenskapen er av grunnleggende betydning i hardlodding. Lavere smeltetemperatur betyr mindre oppvarming, så hardlodding blir billigere og raskere.
Kommentarer