Συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου

1. Συγκολλησιμότητα

Η ιδιότητα συγκόλλησης του αλουμινίου και των κραμάτων αλουμινίου είναι κακή, κυρίως επειδή το φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια είναι δύσκολο να αφαιρεθεί.Το αλουμίνιο έχει μεγάλη συγγένεια με το οξυγόνο.Είναι εύκολο να σχηματιστεί ένα πυκνό, σταθερό και υψηλό σημείο τήξης φιλμ οξειδίου Al2O3 στην επιφάνεια.Ταυτόχρονα, τα κράματα αλουμινίου που περιέχουν μαγνήσιο θα σχηματίσουν επίσης ένα πολύ σταθερό φιλμ οξειδίου MgO.Θα εμποδίσουν σοβαρά τη διαβροχή και την εξάπλωση της συγκόλλησης.Και είναι δύσκολο να αφαιρεθεί.Κατά τη συγκόλληση, η διαδικασία συγκόλλησης μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με σωστή ροή.

Δεύτερον, η λειτουργία της συγκόλλησης αλουμινίου και κράματος αλουμινίου είναι δύσκολη.Το σημείο τήξης του αλουμινίου και του κράματος αλουμινίου δεν διαφέρει πολύ από αυτό του μετάλλου πλήρωσης συγκόλλησης που χρησιμοποιείται.Το προαιρετικό εύρος θερμοκρασίας για τη συγκόλληση είναι πολύ στενό.Ένας μικρός ακατάλληλος έλεγχος θερμοκρασίας είναι εύκολο να προκαλέσει υπερθέρμανση ή ακόμα και τήξη του βασικού μετάλλου, καθιστώντας δύσκολη τη διαδικασία συγκόλλησης.Ορισμένα κράματα αλουμινίου που ενισχύονται με θερμική επεξεργασία θα προκαλέσουν επίσης φαινόμενα μαλάκυνσης, όπως υπερβολική γήρανση ή ανόπτηση λόγω θέρμανσης με χαλκοσυγκόλληση, γεγονός που θα μειώσει τις ιδιότητες των συγκολλημένων αρμών.Κατά τη συγκόλληση με φλόγα, είναι δύσκολο να κριθεί η θερμοκρασία επειδή το χρώμα του κράματος αλουμινίου δεν αλλάζει κατά τη θέρμανση, γεγονός που αυξάνει επίσης τις απαιτήσεις για το επίπεδο λειτουργίας του χειριστή.

Επιπλέον, η αντοχή στη διάβρωση των συγκολλημένων αρμών από αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου επηρεάζεται εύκολα από μέταλλα πλήρωσης και ροές.Το δυναμικό ηλεκτροδίου του αλουμινίου και του κράματος αλουμινίου είναι αρκετά διαφορετικό από αυτό της συγκόλλησης, γεγονός που μειώνει την αντίσταση στη διάβρωση του συνδέσμου, ειδικά για την μαλακή συγκόλληση.Επιπλέον, οι περισσότερες από τις ροές που χρησιμοποιούνται στη συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου έχουν ισχυρή διαβρωτική ικανότητα.Ακόμα κι αν καθαριστούν μετά τη συγκόλληση, η επίδραση των ροών στην αντίσταση στη διάβρωση των αρμών δεν θα εξαλειφθεί εντελώς.

2. Υλικό συγκόλλησης

(1) Η συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου είναι μια σπάνια χρησιμοποιούμενη μέθοδος, επειδή η σύνθεση και το δυναμικό ηλεκτροδίου του μετάλλου πλήρωσης συγκόλλησης και του βασικού μετάλλου είναι πολύ διαφορετικά, γεγονός που είναι εύκολο να προκαλέσει ηλεκτροχημική διάβρωση του συνδέσμου.Η μαλακή συγκόλληση υιοθετεί κυρίως τη συγκόλληση με βάση τον ψευδάργυρο και τη συγκόλληση μολύβδου από κασσίτερο, η οποία μπορεί να χωριστεί σε συγκόλληση χαμηλής θερμοκρασίας (150 ~ 260 ℃), μεσαίας θερμοκρασίας (260 ~ 370 ℃) και συγκόλληση υψηλής θερμοκρασίας (370 ~ 430 ℃) σύμφωνα με εύρος θερμοκρασίας.Όταν χρησιμοποιείται συγκόλληση μολύβδου από κασσίτερο και ο χαλκός ή το νικέλιο έχουν προεπιμεταλλωθεί στην επιφάνεια αλουμινίου για συγκόλληση, μπορεί να αποφευχθεί η διάβρωση στη διεπιφάνεια της άρθρωσης, έτσι ώστε να βελτιωθεί η αντίσταση στη διάβρωση του συνδέσμου.

Η συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου χρησιμοποιείται ευρέως, όπως ο οδηγός φίλτρου, ο εξατμιστής, το ψυγείο και άλλα εξαρτήματα.Μόνο μέταλλα πλήρωσης με βάση το αλουμίνιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου, μεταξύ των οποίων τα μέταλλα πλήρωσης πυριτίου αλουμινίου είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα.Το συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής και η διατμητική αντοχή των συγκολλημένων αρμών φαίνονται στον Πίνακα 8 και στον Πίνακα 9 αντίστοιχα.Ωστόσο, το σημείο τήξης αυτής της συγκόλλησης είναι κοντά σε αυτό του βασικού μετάλλου, επομένως η θερμοκρασία θέρμανσης θα πρέπει να ελέγχεται αυστηρά και με ακρίβεια κατά τη συγκόλληση για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση ή ακόμα και η τήξη του βασικού μετάλλου.

Πίνακας 8 Πεδίο εφαρμογής για τη συγκόλληση μετάλλων πλήρωσης για αλουμίνιο και κράματα αλουμινίου

Πίνακας 9 αντοχή σε διάτμηση αρμών αλουμινίου και κράματος αλουμινίου που έχουν συγκολληθεί με μέταλλα πλήρωσης πυριτίου από αλουμίνιο

Η συγκόλληση πυριτίου αλουμινίου παρέχεται συνήθως με τη μορφή σκόνης, πάστας, σύρματος ή φύλλου.Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται σύνθετες πλάκες συγκόλλησης με αλουμίνιο ως πυρήνα και συγκόλληση πυριτίου αλουμινίου ως επένδυση.Αυτό το είδος σύνθετης πλάκας συγκόλλησης κατασκευάζεται με υδραυλική μέθοδο και χρησιμοποιείται συχνά ως μέρος εξαρτημάτων συγκόλλησης.Κατά τη συγκόλληση, το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης στη σύνθετη πλάκα λιώνει και ρέει υπό την επίδραση του τριχοειδούς και της βαρύτητας για να γεμίσει το κενό της άρθρωσης.

(2) Αέριο ροής και θωράκισης για τη συγκόλληση αλουμινίου και κράματος αλουμινίου, χρησιμοποιείται συχνά ειδική ροή για την αφαίρεση της μεμβράνης.Η οργανική ροή με βάση την τριαιθανολαμίνη, όπως το fs204, χρησιμοποιείται με μαλακή συγκόλληση χαμηλής θερμοκρασίας.Το πλεονέκτημα αυτής της ροής είναι ότι έχει μικρή επίδραση διάβρωσης στο βασικό μέταλλο, αλλά θα παράγει μεγάλη ποσότητα αερίου, το οποίο θα επηρεάσει τη διαβροχή και το καλαφάτισμα της συγκόλλησης.Η αντιδραστική ροή με βάση το χλωριούχο ψευδάργυρο, όπως τα fs203 και fs220a, χρησιμοποιείται με μαλακή συγκόλληση μέσης θερμοκρασίας και υψηλής θερμοκρασίας.Η αντιδραστική ροή είναι εξαιρετικά διαβρωτική και τα υπολείμματά της πρέπει να αφαιρεθούν μετά τη συγκόλληση.

Επί του παρόντος, η συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου εξακολουθεί να κυριαρχείται από την αφαίρεση μεμβράνης ροής.Η χρησιμοποιούμενη ροή συγκόλλησης περιλαμβάνει ροή με βάση το χλωρίδιο και ροή με βάση φθόριο.Η ροή με βάση το χλωρίδιο έχει ισχυρή ικανότητα να αφαιρεί το φιλμ οξειδίου και καλή ρευστότητα, αλλά έχει μεγάλη διαβρωτική επίδραση στο βασικό μέταλλο.Τα υπολείμματά του πρέπει να αφαιρεθούν πλήρως μετά τη συγκόλληση.Η ροή με βάση το φθόριο είναι ένας νέος τύπος ροής, που έχει καλό αποτέλεσμα αφαίρεσης φιλμ και χωρίς διάβρωση στο βασικό μέταλλο.Ωστόσο, έχει υψηλό σημείο τήξης και κακή θερμική σταθερότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο με συγκόλληση πυριτίου αλουμινίου.

Κατά τη συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου, χρησιμοποιείται συχνά κενό, ουδέτερη ή αδρανής ατμόσφαιρα.Όταν χρησιμοποιείται συγκόλληση υπό κενό, ο βαθμός κενού πρέπει γενικά να φτάνει την τάξη των 10-3pa.Όταν χρησιμοποιείται άζωτο ή αέριο αργό για προστασία, η καθαρότητά του πρέπει να είναι πολύ υψηλή και το σημείο δρόσου πρέπει να είναι χαμηλότερο από -40 ℃

3. Τεχνολογία συγκόλλησης

Η συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου έχει υψηλές απαιτήσεις για τον καθαρισμό της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.Για να αποκτήσετε καλή ποιότητα, ο λεκές λαδιού και το φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια πρέπει να αφαιρεθούν πριν από τη συγκόλληση.Αφαιρέστε τον λεκέ λαδιού στην επιφάνεια με υδατικό διάλυμα Na2CO3 σε θερμοκρασία 60 ~ 70 ℃ για 5 ~ 10 λεπτά και στη συνέχεια ξεπλύνετε με καθαρό νερό.Το επιφανειακό φιλμ οξειδίου μπορεί να αφαιρεθεί με χάραξη με υδατικό διάλυμα NaOH σε θερμοκρασία 20 ~ 40 ℃ για 2 ~ 4 λεπτά, και στη συνέχεια να πλυθεί με ζεστό νερό.Μετά την αφαίρεση του λεκέ από λάδι και της μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια, το τεμάχιο εργασίας θα υποβληθεί σε επεξεργασία με υδατικό διάλυμα HNO3 για γυαλάδα για 2 ~ 5 λεπτά, στη συνέχεια θα καθαριστεί σε τρεχούμενο νερό και τελικά θα στεγνώσει.Το τεμάχιο εργασίας που έχει υποστεί επεξεργασία με αυτές τις μεθόδους δεν πρέπει να αγγίξει ή να μολυνθεί με άλλη βρωμιά και θα σκληρυνθεί εντός 6 ~ 8 ωρών.Είναι καλύτερα να κολλήσετε αμέσως αν είναι δυνατόν.

Οι μέθοδοι συγκόλλησης αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου περιλαμβάνουν κυρίως τη συγκόλληση με φλόγα, τη συγκόλληση με συγκολλητικό σίδηρο και τη συγκόλληση σε φούρνο.Αυτές οι μέθοδοι γενικά χρησιμοποιούν ροή στη συγκόλληση και έχουν αυστηρές απαιτήσεις για τη θερμοκρασία θέρμανσης και τον χρόνο συγκράτησης.Κατά τη συγκόλληση με φλόγα και τη συγκόλληση με κολλητήρι, αποφύγετε τη θέρμανση της ροής απευθείας από την πηγή θερμότητας για να αποτρέψετε την υπερθέρμανση και την αστοχία της ροής.Δεδομένου ότι το αλουμίνιο μπορεί να διαλυθεί σε μαλακή συγκόλληση με υψηλή περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο, η θέρμανση θα πρέπει να σταματήσει μόλις σχηματιστεί ο σύνδεσμος για να αποφευχθεί η διάβρωση του βασικού μετάλλου.Σε ορισμένες περιπτώσεις, η συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου μερικές φορές δεν χρησιμοποιεί ροή, αλλά χρησιμοποιεί μεθόδους υπερήχων ή απόξεσης για την αφαίρεση της μεμβράνης.Όταν χρησιμοποιείτε το ξύσιμο για να αφαιρέσετε τη μεμβράνη για τη συγκόλληση, θερμάνετε πρώτα το τεμάχιο εργασίας στη θερμοκρασία συγκόλλησης και, στη συνέχεια, ξύστε το τμήμα συγκόλλησης του τεμαχίου εργασίας με το άκρο της ράβδου συγκόλλησης (ή του εργαλείου απόξεσης).Ενώ σπάει το επιφανειακό φιλμ οξειδίου, το άκρο της συγκόλλησης θα λιώσει και θα βρέξει το βασικό μέταλλο.

Οι μέθοδοι συγκόλλησης αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου περιλαμβάνουν κυρίως τη συγκόλληση με φλόγα, τη συγκόλληση σε φούρνο, τη συγκόλληση με εμβάπτιση, τη συγκόλληση υπό κενό και τη συγκόλληση με θωράκιση αερίου.Η συγκόλληση με φλόγα χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για μικρά τεμάχια εργασίας και για την παραγωγή ενός τεμαχίου.Προκειμένου να αποφευχθεί η αστοχία της ροής λόγω της επαφής μεταξύ των ακαθαρσιών στο ακετυλένιο και της ροής κατά τη χρήση φλόγας οξυακετυλενίου, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείται φλόγα πεπιεσμένου αέρα βενζίνης με ελαφρά αναγωγιμότητα για την πρόληψη της οξείδωσης του βασικού μετάλλου.Κατά τη διάρκεια ειδικής συγκόλλησης, η ροή συγκόλλησης και το μέταλλο πλήρωσης μπορούν να τοποθετηθούν εκ των προτέρων στη θέση συγκόλλησης και να θερμανθούν ταυτόχρονα με το τεμάχιο εργασίας.Το τεμάχιο εργασίας μπορεί επίσης να θερμανθεί στη θερμοκρασία συγκόλλησης πρώτα και στη συνέχεια η συγκόλληση βουτηγμένη σε ροή μπορεί να σταλεί στη θέση συγκόλλησης.Μετά την τήξη του μετάλλου ροής και του πληρωτικού μετάλλου, η φλόγα θέρμανσης θα αφαιρεθεί αργά αφού το μέταλλο πλήρωσης γεμίσει ομοιόμορφα.

Κατά τη συγκόλληση αλουμινίου και κράματος αλουμινίου σε κλίβανο αέρα, το μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης θα πρέπει να είναι προκαθορισμένο και η ροή μπρουτζοκονίας θα λιώνεται σε απεσταγμένο νερό για να παρασκευαστεί ένα παχύρρευστο διάλυμα με συγκέντρωση 50% ~ 75% και στη συνέχεια να επικαλυφθεί ή να ψεκαστεί. την επιφάνεια συγκόλλησης.Μια κατάλληλη ποσότητα ροής συγκόλλησης σκόνης μπορεί επίσης να καλυφθεί στο μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης και στην επιφάνεια συγκόλλησης και στη συνέχεια η συναρμολογημένη συγκόλληση θα τοποθετηθεί στον κλίβανο για τη θέρμανση της συγκόλλησης.Για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση ή ακόμα και η τήξη του βασικού μετάλλου, η θερμοκρασία θέρμανσης πρέπει να ελέγχεται αυστηρά.

Η συγκόλληση με πάστα ή αλουμινόχαρτο χρησιμοποιείται γενικά για τη συγκόλληση με εμβάπτιση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου.Το συναρμολογημένο τεμάχιο εργασίας θα προθερμανθεί πριν από τη χαλκοσυγκόλληση ώστε η θερμοκρασία του να πλησιάσει τη θερμοκρασία χαλκοσυγκόλλησης και στη συνέχεια να βυθιστεί σε ροή συγκόλλησης για τη συγκόλληση.Κατά τη συγκόλληση, η θερμοκρασία και ο χρόνος συγκόλλησης θα ελέγχονται αυστηρά.Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, το βασικό μέταλλο είναι εύκολο να διαλυθεί και η συγκόλληση είναι εύκολο να χαθεί.Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η συγκόλληση δεν έχει λιώσει αρκετά και ο ρυθμός συγκόλλησης μειώνεται.Η θερμοκρασία συγκόλλησης θα προσδιορίζεται σύμφωνα με τον τύπο και το μέγεθος του βασικού μετάλλου, τη σύνθεση και το σημείο τήξης του μετάλλου πλήρωσης και είναι γενικά μεταξύ της θερμοκρασίας υγρού του μετάλλου πλήρωσης και της θερμοκρασίας στερεού του μετάλλου βάσης.Ο χρόνος εμβάπτισης του τεμαχίου εργασίας στο λουτρό ροής πρέπει να διασφαλίζει ότι η συγκόλληση μπορεί να λιώσει και να ρέει πλήρως και ο χρόνος στήριξης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλος.Διαφορετικά, το στοιχείο πυριτίου στη συγκόλληση μπορεί να διαχέεται στο βασικό μέταλλο, καθιστώντας το βασικό μέταλλο κοντά στη ραφή εύθραυστο.

Στη συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου υπό κενό, οι ενεργοποιητές λειτουργίας μετάλλων χρησιμοποιούνται συχνά για την τροποποίηση της επιφανειακής μεμβράνης οξειδίου του αλουμινίου και τη διασφάλιση της διαβροχής και της εξάπλωσης της συγκόλλησης.Το μαγνήσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας στο τεμάχιο εργασίας με τη μορφή σωματιδίων ή να εισαχθεί στη ζώνη συγκόλλησης με τη μορφή ατμού ή να προστεθεί μαγνήσιο στη συγκόλληση πυριτίου αλουμινίου ως στοιχείο κράματος.Για το κατεργαζόμενο τεμάχιο με σύνθετη δομή, προκειμένου να εξασφαλιστεί η πλήρης επίδραση του ατμού μαγνησίου στο βασικό μέταλλο και να βελτιωθεί η ποιότητα της συγκόλλησης, λαμβάνονται συχνά μέτρα τοπικής διαδικασίας θωράκισης, δηλαδή το τεμάχιο εργασίας τοποθετείται πρώτα σε κουτί από ανοξείδωτο χάλυβα (συνήθως γνωστό ως κιβώτιο διεργασίας), και στη συνέχεια τοποθετείται σε κλίβανο κενού για τη θέρμανση της συγκόλλησης.Συγκόλληση σε κενό Οι αρμοί αλουμινίου και κράματος αλουμινίου έχουν λεία επιφάνεια και πυκνούς συγκολλημένους αρμούς και δεν χρειάζεται να καθαριστούν μετά τη συγκόλληση.Ωστόσο, ο εξοπλισμός συγκόλλησης κενού είναι ακριβός και οι ατμοί μαγνησίου μολύνουν σοβαρά τον κλίβανο, επομένως πρέπει να καθαρίζεται και να συντηρείται συχνά.

Κατά τη συγκόλληση αλουμινίου και κραμάτων αλουμινίου σε ουδέτερη ή αδρανή ατμόσφαιρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ενεργοποιητής ή ροή μαγνησίου για την αφαίρεση της μεμβράνης.Όταν χρησιμοποιείται ενεργοποιητής μαγνησίου για την αφαίρεση της μεμβράνης, η ποσότητα μαγνησίου που απαιτείται είναι πολύ μικρότερη από αυτή της συγκόλλησης κενού.Γενικά, το w (mg) είναι περίπου 0,2% ~ 0,5%.Όταν η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο είναι υψηλή, η ποιότητα της άρθρωσης θα μειωθεί.Η μέθοδος συγκόλλησης NOCOLOK με χρήση ροής φθορίου και προστασίας από άζωτο είναι μια νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε με ταχείς ρυθμούς τα τελευταία χρόνια.Δεδομένου ότι το υπόλειμμα της ροής φθορίου δεν απορροφά υγρασία και δεν είναι διαβρωτικό για το αλουμίνιο, η διαδικασία αφαίρεσης υπολειμμάτων ροής μετά τη συγκόλληση μπορεί να παραλειφθεί.Κάτω από την προστασία του αζώτου, μόνο μια μικρή ποσότητα ροής φθορίου χρειάζεται να επικαλυφθεί, το μέταλλο πλήρωσης μπορεί να διαβρέξει καλά το βασικό μέταλλο και είναι εύκολο να αποκτηθούν συγκολλημένοι σύνδεσμοι υψηλής ποιότητας.Προς το παρόν, αυτή η μέθοδος συγκόλλησης NOCOLOK έχει χρησιμοποιηθεί στη μαζική παραγωγή καλοριφέρ αλουμινίου και άλλων εξαρτημάτων.

Για αλουμίνιο και κράμα αλουμινίου που έχουν συγκολληθεί με ροή διαφορετική από τη ροή φθορίου, το υπόλειμμα ροής πρέπει να αφαιρεθεί πλήρως μετά τη συγκόλληση.Το υπόλειμμα της οργανικής ροής συγκόλλησης για αλουμίνιο μπορεί να πλυθεί με οργανικά διαλύματα όπως μεθανόλη και τριχλωροαιθυλένιο, να εξουδετερωθεί με υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και τελικά να καθαριστεί με ζεστό και κρύο νερό.Το χλωρίδιο είναι το υπόλειμμα της ροής συγκόλλησης για το αλουμίνιο, το οποίο μπορεί να αφαιρεθεί σύμφωνα με τις ακόλουθες μεθόδους.Πρώτα, μουλιάστε σε ζεστό νερό στους 60 ~ 80 ℃ για 10 λεπτά, καθαρίστε προσεκτικά τα υπολείμματα στον συγκολλημένο σύνδεσμο με μια βούρτσα και καθαρίστε τον με κρύο νερό.Στη συνέχεια μουλιάστε το σε υδατικό διάλυμα νιτρικού οξέος 15% για 30 λεπτά και τέλος ξεπλύνετε με κρύο νερό.