1. Loddbarhet
Loddingsegenskapene til aluminium og aluminiumslegeringer er dårlige, hovedsakelig fordi oksidfilmen på overflaten er vanskelig å fjerne. Aluminium har stor affinitet for oksygen. Det er lett å danne en tett, stabil oksidfilm Al2O3 med høyt smeltepunkt på overflaten. Samtidig vil aluminiumslegeringer som inneholder magnesium også danne en veldig stabil oksidfilm MgO. Dette vil i alvorlig grad hindre fukting og spredning av loddetinn, og det er vanskelig å fjerne det. Under lodding kan loddingsprosessen bare utføres med riktig flussmiddel.
For det andre er driften av lodding av aluminium og aluminiumslegeringer vanskelig. Smeltepunktet for aluminium og aluminiumslegering er ikke mye forskjellig fra det brukte loddetilsatsmetallet. Det valgfrie temperaturområdet for lodding er svært smalt. Litt feil temperaturkontroll kan lett forårsake overoppheting eller til og med smelting av basismetallet, noe som gjør loddeprosessen vanskelig. Noen aluminiumslegeringer som er styrket ved varmebehandling, vil også forårsake mykningsfenomener som overaldring eller gløding på grunn av lodding, noe som vil redusere egenskapene til loddeforbindelsene. Under flammelodding er det vanskelig å bedømme temperaturen fordi fargen på aluminiumslegeringen ikke endres under oppvarming, noe som også øker kravene til operatørens driftsnivå.
Dessuten påvirkes korrosjonsmotstanden til loddeforbindelser av aluminium og aluminiumlegeringer lett av fyllmaterialer og flussmidler. Elektrodepotensialet til aluminium og aluminiumlegeringer er ganske forskjellig fra loddetinn, noe som reduserer korrosjonsmotstanden til forbindelsen, spesielt for mykloddeforbindelser. I tillegg har de fleste flussmidlene som brukes i lodding av aluminium og aluminiumlegeringer sterk korrosivitet. Selv om de rengjøres etter lodding, vil ikke flussmidlenes påvirkning på korrosjonsmotstanden til forbindelsene elimineres fullstendig.
2. Loddingsmateriale
(1) Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer er en sjelden metode, fordi sammensetningen og elektrodepotensialet til loddefyllmetall og basismetall er svært forskjellig, noe som lett kan forårsake elektrokjemisk korrosjon av skjøten. Myklodding bruker hovedsakelig sinkbasert lodding og tinnblylodding, som kan deles inn i lavtemperaturlodding (150 ~ 260 ℃), middels temperaturlodding (260 ~ 370 ℃) og høytemperaturlodding (370 ~ 430 ℃) i henhold til temperaturområdet. Når tinnblylodding brukes og kobber eller nikkel er forhåndsbelagt på aluminiumsoverflaten for lodding, kan korrosjon ved skjøtgrensesnittet forhindres, slik at skjøtens korrosjonsmotstand forbedres.
Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer er mye brukt, for eksempel til filterføring, fordamper, radiator og andre komponenter. Kun aluminiumbaserte fyllmetaller kan brukes til lodding av aluminium og aluminiumslegeringer, og blant disse er aluminium-silisium-fyllmetaller de mest brukte. Det spesifikke bruksområdet og skjærstyrken til loddeforbindelser er vist i henholdsvis tabell 8 og tabell 9. Smeltepunktet til dette loddet er imidlertid nært opp til basismetallet, så oppvarmingstemperaturen bør kontrolleres strengt og nøyaktig under lodding for å unngå overoppheting eller til og med smelting av basismetallet.
Tabell 8 bruksområde for loddetilsettmetaller for aluminium og aluminiumslegeringer
Tabell 9 skjærstyrke for skjøter av aluminium og aluminiumslegering loddet med aluminium-silisiumfyllmetaller
Aluminiumsilisiumloddetinn leveres vanligvis i form av pulver, pasta, tråd eller plate. I noen tilfeller brukes loddekomposittplater med aluminium som kjerne og aluminiumsilisiumloddetinn som kledning. Denne typen loddekomposittplate er laget ved hydraulisk metode og brukes ofte som en del av loddekomponenter. Under lodding smelter loddefyllmetallet på komposittplaten og flyter under påvirkning av kapillær og tyngdekraft for å fylle skjøtgapet.
(2) Flussmiddel og beskyttelsesgass for lodding av aluminium og aluminiumslegeringer. Spesielt flussmiddel brukes ofte til å fjerne filmen. Organisk flussmiddel basert på trietanolamin, som fs204, brukes med mykt loddemiddel ved lav temperatur. Fordelen med dette flussmiddelet er at det har liten korrosjonseffekt på basismetallet, men det vil produsere en stor mengde gass, noe som vil påvirke fuktingen og tetningen av loddet. Reaktivt flussmiddel basert på sinkklorid, som fs203 og fs220a, brukes med mykt loddemiddel ved middels og høy temperatur. Reaktivt flussmiddel er svært korrosivt, og restene må fjernes etter lodding.
For tiden er lodding av aluminium og aluminiumslegeringer fortsatt dominert av fjerning av flussfilm. Loddeflussmidlet som brukes inkluderer kloridbasert flussmiddel og fluoridbasert flussmiddel. Kloridbasert flussmiddel har sterk evne til å fjerne oksidfilm og god fluiditet, men det har en stor korrosiv effekt på basismetallet. Rester må fjernes fullstendig etter lodding. Fluorbasert flussmiddel er en ny type flussmiddel, som har god filmfjerningseffekt og ingen korrosjon på basismetallet. Det har imidlertid høyt smeltepunkt og dårlig termisk stabilitet, og kan bare brukes med aluminium-silisiumlodding.
Ved lodding av aluminium og aluminiumslegeringer brukes ofte vakuum, nøytral eller inert atmosfære. Ved vakuumlodding skal vakuumgraden vanligvis ligge i størrelsesorden 10⁻³ Pa. Når nitrogen eller argongass brukes til beskyttelse, må renheten være svært høy, og duggpunktet må være lavere enn -40 ℃.
3. Loddingsteknologi
Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer stiller høye krav til rengjøring av arbeidsstykkets overflate. For å oppnå god kvalitet må oljeflekker og oksidfilm på overflaten fjernes før lodding. Fjern oljeflekker på overflaten med en vandig Na2CO3-løsning ved en temperatur på 60 ~ 70 ℃ i 5 ~ 10 minutter, og skyll deretter med rent vann. Overflateoksidfilmen kan fjernes ved etsing med en vandig NaOH-løsning ved en temperatur på 20 ~ 40 ℃ i 2 ~ 4 minutter, og deretter vaskes med varmt vann. Etter fjerning av oljeflekker og oksidfilm på overflaten, skal arbeidsstykket behandles med en vandig HNO3-løsning for glans i 2 ~ 5 minutter, deretter rengjøres i rennende vann og til slutt tørkes. Arbeidsstykket som behandles med disse metodene, skal ikke berøres eller forurenses med annet smuss, og skal loddes innen 6 ~ 8 timer. Det er bedre å lodde umiddelbart hvis mulig.
Loddingsmetodene for aluminium og aluminiumslegeringer inkluderer hovedsakelig flammelodding, loddeboltlodding og ovnlodding. Disse metodene bruker vanligvis flussmiddel i lodding, og har strenge krav til oppvarmingstemperatur og holdetid. Under flammelodding og loddeboltlodding bør du unngå å varme opp flussmiddelet direkte fra varmekilden for å forhindre at flussmiddelet overopphetes og svikter. Siden aluminium kan løses opp i mykt loddetinn med høyt sinkinnhold, bør oppvarmingen stoppes når skjøten er dannet for å unngå korrosjon på basismetallene. I noen tilfeller bruker lodding av aluminium og aluminiumslegeringer noen ganger ikke flussmiddel, men ultralyd- eller skrapemetoder for å fjerne filmen. Når du bruker skraping for å fjerne filmen for lodding, varmes arbeidsstykket først opp til loddetemperaturen, og skraper deretter loddedelen av arbeidsstykket med enden av loddestangen (eller skrapeverktøyet). Når overflateoksidfilmen brytes, vil enden av loddet smelte og fukte basismetallet.
Loddingsmetoder for aluminium og aluminiumslegeringer inkluderer hovedsakelig flammelodding, ovnlodding, dyppelodding, vakuumlodding og gassbeskyttet lodding. Flammelodding brukes hovedsakelig til små arbeidsstykker og produksjon av enkeltstykker. For å unngå at flussmiddelet svikter på grunn av kontakt mellom urenheter i acetylen og flussmiddelet når man bruker oksyacetylenflamme, er det hensiktsmessig å bruke en bensinbasert trykkluftflamme med lett reduserbarhet for å forhindre oksidasjon av basismetallet. Under spesifikk lodding kan loddeflussmiddelet og fyllstoffet plasseres på det loddede stedet på forhånd og varmes opp samtidig med arbeidsstykket. Arbeidsstykket kan også varmes opp til loddetemperaturen først, og deretter kan loddet dyppet i flussmiddel sendes til loddeposisjonen. Etter at flussmiddelet og fyllstoffet er smeltet, skal varmeflammen fjernes sakte etter at fyllstoffet er jevnt fylt.
Ved lodding av aluminium og aluminiumslegering i en luftovn, skal loddingsfyllmetallet forhåndsinnstilles, og loddefluksen skal smeltes i destillert vann for å lage en tykk løsning med en konsentrasjon på 50 % ~ 75 %, og deretter belegges eller sprayes på loddeoverflaten. En passende mengde pulverformet loddefluks kan også påføres loddefyllmetallet og loddeoverflaten, og deretter skal den monterte sveisedelen plasseres i ovnen for oppvarming av lodding. For å forhindre at basismetallet overopphetes eller til og med smelter, må oppvarmingstemperaturen kontrolleres strengt.
Loddepasta eller folie brukes vanligvis til dyppelodding av aluminium og aluminiumslegeringer. Det monterte arbeidsstykket skal forvarmes før lodding for å bringe temperaturen nær loddetemperaturen, og deretter senkes ned i loddefluks for lodding. Under lodding skal loddetemperaturen og loddetiden kontrolleres strengt. Hvis temperaturen er for høy, vil grunnmetallet lett oppløses, og loddet vil lett forsvinne. Hvis temperaturen er for lav, smelter ikke loddet nok, og loddehastigheten synker. Loddetemperaturen skal bestemmes i henhold til type og størrelse på grunnmetallet, sammensetningen og smeltepunktet til fyllstoffet, og ligger vanligvis mellom liquidustemperaturen til fyllstoffet og solidustemperaturen til grunnmetallet. Arbeidsstykkets dyppetid i fluksbadet må sikre at loddet kan smelte og flyte helt, og støttetiden bør ikke være for lang. Ellers kan silisiumelementet i loddet diffundere inn i grunnmetallet, noe som gjør grunnmetallet nær sømmen sprøtt.
Ved vakuumlodding av aluminium og aluminiumslegeringer brukes ofte metallaktivatorer for å modifisere overflateoksidfilmen på aluminium og sikre fukting og spredning av loddet. Magnesium kan brukes direkte på arbeidsstykket i form av partikler, eller introduseres i loddesonen i form av damp, eller magnesium kan tilsettes aluminium-silisiumloddet som et legeringselement. For arbeidsstykker med kompleks struktur, for å sikre full effekt av magnesiumdamp på basismetallet og forbedre loddekvaliteten, tas det ofte lokale skjermingstiltak, det vil si at arbeidsstykket først plasseres i en rustfritt stålboks (vanligvis kjent som prosessboks), og deretter plasseres i en vakuumovn for varmelodding. Vakuumloddede aluminiums- og aluminiumslegeringsforbindelser har glatt overflate og tette loddeforbindelser, og trenger ikke å rengjøres etter lodding. Vakuumloddeutstyr er imidlertid dyrt, og magnesiumdampen forurenser ovnen alvorlig, så den må rengjøres og vedlikeholdes ofte.
Ved lodding av aluminium og aluminiumslegeringer i nøytral eller inert atmosfære kan magnesiumaktivator eller flussmiddel brukes til å fjerne filmen. Når magnesiumaktivator brukes til å fjerne filmen, er mengden magnesium som kreves mye lavere enn ved vakuumlodding. Vanligvis er w (mg) omtrent 0,2 % ~ 0,5 %. Når magnesiuminnholdet er høyt, vil kvaliteten på skjøten reduseres. NOCOLOK-loddemetoden som bruker fluorflussmiddel og nitrogenbeskyttelse er en ny metode som har utviklet seg raskt de siste årene. Siden restene av fluorflussmiddel ikke absorberer fuktighet og ikke er etsende for aluminium, kan prosessen med å fjerne flussrester etter lodding utelates. Under beskyttelse av nitrogen trenger bare en liten mengde fluorflussmiddel å belegges, fyllmetallet kan fukte basismetallet godt, og det er enkelt å oppnå loddede skjøter av høy kvalitet. For tiden har denne NOCOLOK-loddemetoden blitt brukt i masseproduksjon av aluminiumsradiatorer og andre komponenter.
For aluminium og aluminiumslegeringer som er loddet med annet flussmiddel enn fluorflussmiddel, må flussrestene fjernes fullstendig etter lodding. Rester av organisk loddeflussmiddel for aluminium kan vaskes med organiske løsninger som metanol og trikloretylen, nøytraliseres med vandig natriumhydroksidløsning og til slutt rengjøres med varmt og kaldt vann. Klorid er restene av loddeflussmiddel for aluminium, som kan fjernes i henhold til følgende metoder; først bløtlegg i varmt vann ved 60 ~ 80 ℃ i 10 minutter, rengjør forsiktig restene på den loddede skjøten med en børste og rengjør den med kaldt vann; deretter bløtlegg det i 15 % vandig salpetersyreløsning i 30 minutter, og skyll det til slutt med kaldt vann.
Publisert: 13. juni 2022