Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer

1. Loddebarhet

Loddeegenskapen til aluminium og aluminiumslegeringer er dårlig, 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 meget stabil oksidfilm MgO.De vil alvorlig hindre fukting og spredning av loddetinn.Og vanskelig å fjerne.Under lodding kan loddingsprosessen bare utføres med riktig fluss.

For det andre er driften av lodding av aluminium og aluminiumslegering vanskelig.Smeltepunktet for aluminium og aluminiumslegering er ikke mye forskjellig fra smeltepunktet for loddefyllmetallet som brukes.Det valgfrie temperaturområdet for lodding er svært smalt.Litt feil temperaturkontroll er lett å forårsake overoppheting eller til og med smelting av basismetallet, noe som gjør loddeprosessen vanskelig.Noen aluminiumslegeringer forsterket ved varmebehandling vil også forårsake mykningsfenomener som overaldring eller gløding på grunn av oppvarming av lodding, noe som vil redusere egenskapene til loddede skjøter.Under flammelodding er det vanskelig å bedømme temperaturen fordi fargen på aluminiumslegering ikke endres under oppvarming, noe som også øker kravene til operatørens driftsnivå.

Dessuten påvirkes korrosjonsmotstanden til loddede skjøter i aluminium og aluminiumslegering lett av fyllmetaller og flussmidler.Elektrodepotensialet til aluminium og aluminiumslegering er ganske forskjellig fra loddetinn, noe som reduserer korrosjonsmotstanden til skjøten, spesielt for den myke loddeskjøten.I tillegg har de fleste flussmidler som brukes i lodding av aluminium og aluminiumslegeringer sterk korrosivitet.Selv om de rengjøres etter lodding, vil påvirkningen av flussmidler på korrosjonsmotstanden til skjøter ikke bli fullstendig eliminert.

2. Loddemateriale

(1) Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer er en sjelden brukt metode, fordi sammensetningen og elektrodepotensialet til lodding av fyllmetall og uedelt metall er svært forskjellige, noe som er lett å forårsake elektrokjemisk korrosjon av skjøten.Den myke loddingen bruker hovedsakelig sinkbasert loddemetall og tinnblylodding, som kan deles inn i lavtemperaturloddemetall (150 ~ 260 ℃), middels temperaturloddemetall (260 ~ 370 ℃) og høytemperaturlodding (370 ~ 430 ℃) i henhold til temperaturspenn.Når loddemetall av tinn brukes og kobber eller nikkel er forbelagt på aluminiumsoverflaten for lodding, kan korrosjon ved skjøtens grensesnitt forhindres, for å forbedre skjøtens korrosjonsmotstand.

Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer er mye brukt, som filterguide, fordamper, radiator og andre komponenter.Kun aluminiumbaserte fyllmetaller kan brukes til lodding av aluminium og aluminiumslegeringer, blant disse er aluminiumsilisiumfyllmetaller de mest brukte.Det spesifikke anvendelsesomfanget og skjærstyrken til loddede skjøter er vist i henholdsvis tabell 8 og tabell 9.Imidlertid er smeltepunktet til dette loddet nær det for 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 lodding av fyllmetaller for aluminium og aluminiumslegeringer

Tabell 9 skjærstyrke for skjøter i aluminium og aluminiumslegering loddet med aluminiumsilisiumfyllmetaller

Aluminiumsilisiumloddemetall leveres vanligvis i form av pulver, pasta, tråd eller ark.I noen tilfeller benyttes lodde komposittplater med aluminium som kjerne og aluminium silisium loddemetall som kledning.Denne typen lodde komposittplate er laget av 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 skjøtspalten.

(2) Fluss og beskyttelsesgass for lodding av aluminium og aluminiumslegering, spesiell fluss brukes ofte for å fjerne filmen.Den organiske flussen basert på trietanolamin, som fs204, brukes sammen med lavtemperatur-myklodd.Fordelen med denne flussen er at den har liten korrosjonseffekt på basismetallet, men den vil produsere en stor mengde gass, noe som vil påvirke fuktingen og tetningen av loddetinn.Den reaktive flussen basert på sinkklorid, som fs203 og fs220a, brukes med middels temperatur og høy temperatur myk loddemetall.Det reaktive flussmiddelet er svært etsende, og restene må fjernes etter lodding.

For tiden er lodding av aluminium og aluminiumslegeringer fortsatt dominert av flussfilmfjerning.Loddemiddelet som brukes inkluderer kloridbasert flussmiddel og fluoridbasert flussmiddel.Kloridbasert flussmiddel har sterk evne til å fjerne oksidfilm og god flyt, men det har en stor etsende effekt på grunnmetallet.Restene må fjernes fullstendig etter lodding.Fluoridbasert flussmiddel er en ny type flussmiddel som har god filmfjerningseffekt og ingen korrosjon på uedelt metall.Den har imidlertid høyt smeltepunkt og dårlig termisk stabilitet, og kan kun brukes med aluminiumssilisiumloddemetall.

Ved lodding av aluminium og aluminiumslegeringer brukes ofte vakuum, nøytral eller inert atmosfære.Ved bruk av vakuumlodding skal vakuumgraden generelt nå størrelsesorden 10-3pa.Når nitrogen eller argongass brukes til beskyttelse, må renheten være svært høy, og duggpunktet må være lavere enn -40 ℃

3. Loddeteknologi

Lodding av aluminium og aluminiumslegeringer stiller høye krav til rengjøring av arbeidsstykkets overflate.For å oppnå god kvalitet må oljeflekken og oksidfilmen på overflaten fjernes før lodding.Fjern oljeflekken på overflaten med Na2CO3 vandig løsning ved en temperatur på 60 ~ 70 ℃ i 5 ~ 10 minutter, og skyll deretter med rent vann;Overflateoksidfilmen kan fjernes ved å etse med vandig NaOH-løsning ved en temperatur på 20 ~ 40 ℃ i 2 ~ 4 minutter, og deretter vaskes med varmt vann;Etter å ha fjernet oljeflekken og oksidfilmen på overflaten, skal arbeidsstykket behandles med HNO3 vandig 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.

Loddemetodene for aluminium og aluminiumslegeringer inkluderer hovedsakelig flammelodding, loddejernslodding og ovnslodding.Disse metodene bruker vanligvis fluss ved lodding, og har strenge krav til oppvarmingstemperatur og holdetid.Under flammelodding og lodding av loddebolt, unngå oppvarming av flussmiddelet direkte av varmekilden for å forhindre at flussmiddelet overopphetes og svikter.Siden aluminium kan løses i myk loddemetall med høyt sinkinnhold, bør oppvarmingen stoppes når skjøten er dannet for å unngå korrosjon av uedelt metall.I noen tilfeller bruker lodding av aluminium og aluminiumslegeringer noen ganger ikke fluss, men bruker ultralyd- eller skrapemetoder for å fjerne filmen.Når du bruker skraping for å fjerne filmen for lodding, må du først varme opp arbeidsstykket til loddetemperaturen, og deretter skrape loddedelen av arbeidsstykket med enden av loddestangen (eller skrapeverktøyet).Mens du bryter overflateoksidfilmen, vil enden av loddetinn smelte og fukte grunnmetallet.

Loddingmetoder for aluminium og aluminiumslegeringer inkluderer hovedsakelig flammelodding, ovnslodding, diplodding, vakuumlodding og gassskjermet lodding.Flammelodding brukes mest til små arbeidsstykker og produksjon av ett stykke.For å unngå svikt i fluksen på grunn av kontakt mellom urenheter i acetylen og fluss ved bruk av oksyacetylenflamme, er det hensiktsmessig å bruke bensintrykkluftflamme med lett reduserbarhet for å forhindre oksidasjon av basismetallet.Under spesifikk lodding kan loddefluksen og fyllmetallet plasseres på det loddede stedet på forhånd og varmes opp samtidig med arbeidsstykket;Arbeidsstykket kan også varmes opp til loddetemperaturen først, og deretter kan loddetinn dyppet med fluss sendes til loddeposisjonen;Etter at flussmiddelet og fyllmetallet er smeltet, skal oppvarmingsflammen fjernes sakte etter at fyllmetallet er jevnt fylt.

Ved lodding av aluminium og aluminiumslegering i en luftovn, skal loddefyllmetallet forhåndsinnstilles, og loddefluksen skal smeltes i destillert vann for å lage en tykk løsning med en konsentrasjon på 50 % ~ 75 %, og deretter belegges eller sprøytes på loddeoverflaten.En passende mengde pulverloddemiddel kan også dekkes på loddefyllmetallet og loddeoverflaten, og deretter skal den sammensatte sveisingen plasseres i ovnen for oppvarming av lodding.For å forhindre at basismetallet overopphetes eller til og med smelter, må oppvarmingstemperaturen kontrolleres strengt.

Pasta eller folielodding brukes vanligvis til diplodding av aluminium og aluminiumslegeringer.Det sammensatte arbeidsstykket skal forvarmes før lodding for å få temperaturen nær loddetemperaturen, og deretter nedsenket i loddefluks for lodding.Under lodding skal loddetemperaturen og loddetiden være strengt kontrollert.Hvis temperaturen er for høy, er grunnmetallet lett å løse opp og loddet er lett å gå tapt;Hvis temperaturen er for lav, smeltes ikke loddetinn nok, og loddehastigheten reduseres.Loddetemperaturen skal bestemmes i henhold til typen og størrelsen på basismetallet, sammensetningen og smeltepunktet til fyllmetallet, og er generelt mellom likvidustemperaturen til fyllmetallet og solidustemperaturen til grunnmetallet.Dyppetiden til arbeidsstykket i flussbadet må sikre at loddetinn kan smelte og flyte helt, og støttetiden bør ikke være for lang.Ellers kan silisiumelementet i loddetinn diffundere inn i basismetallet, slik at basismetallet nær sømmen blir sprøtt.

Ved vakuumlodding av aluminium og aluminiumslegeringer brukes ofte metallaktivatorer for å modifisere overflateoksidfilmen til aluminium og sikre fukting og spredning av loddemetall.Magnesium kan brukes direkte på arbeidsstykket i form av partikler, eller innføres i loddesonen i form av damp, eller magnesium kan tilsettes til aluminiumsilisiumloddet som et legeringselement.For arbeidsstykket med kompleks struktur, for å sikre full effekt av magnesiumdamp på basismetallet og forbedre loddekvaliteten, blir det ofte tatt lokale skjermingsprosesstiltak, det vil si at arbeidsstykket først plasseres i en rustfri stålboks (vanligvis kjent som prosessboksen), og deretter plassert i en vakuumovn for oppvarming av lodding.Vakuumloddede aluminiums- og aluminiumslegeringsskjøter har glatt overflate og tette loddede skjøter, og trenger ikke å rengjøres etter lodding;Imidlertid er vakuumloddeutstyret 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 for å fjerne filmen.Når magnesiumaktivator brukes til å fjerne filmen, er mengden magnesium som kreves mye lavere enn for vakuumlodding.Vanligvis er w (mg) ca. 0,2 % ~ 0,5 %.Når innholdet av magnesium er høyt, vil kvaliteten på fugen reduseres.NOCOLOK loddemetode som bruker fluorfluks og nitrogenbeskyttelse er en ny metode utviklet raskt de siste årene.Siden rester av flusmiddel ikke absorberer fuktighet og ikke er etsende for aluminium, kan prosessen med å fjerne flussmiddelrester etter lodding utelates.Under beskyttelse av nitrogen trenger bare en liten mengde fluorid fluss å belegges, fyllmetallet kan godt fukte grunnmetallet, og det er lett å få loddede skjøter av høy kvalitet.For tiden har denne NOCOLOK-loddemetoden blitt brukt i masseproduksjon av aluminiumsradiator og andre komponenter.

For aluminium og aluminiumslegering loddet med annet flusmiddel enn fluorflussmiddel, må flussresten fjernes fullstendig etter lodding.Resten av organisk loddemiddel 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 rester av loddemiddel for aluminium, som kan fjernes i henhold til følgende metoder;Bløtlegg først 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;Bløtlegg den deretter i 15 % vandig salpetersyreløsning i 30 minutter, og skyll den til slutt med kaldt vann.