Lodding av karbonstål og lavlegert stål

1. Loddingsmateriale

 (1)Lodding av karbonstål og lavlegert stål inkluderer myklodding og hardlodding. Det mye brukte loddet i myklodding er tinnblylodding. Fuktbarheten til dette loddet i forhold til stål øker med økende tinninnhold, så lodding med høyt tinninnhold bør brukes til å tette skjøter. Fesn2 intermetallisk forbindelseslag kan dannes ved grenseflaten mellom tinn og stål i tinnblylodding. For å unngå dannelse av forbindelse i dette laget, bør loddingstemperaturen og holdetiden kontrolleres riktig. Skjærfastheten til karbonstålskjøter loddet med flere typiske tinnblyloddemidler er vist i tabell 1. Blant dem er skjøtefastheten loddet med 50 % w (SN) den høyeste, og skjøtefastheten sveiset med antimonfritt lodding er høyere enn med antimon.

Tabell 1 skjærstyrke for karbonstålforbindelser loddet med tinnblyloddetinn

Ved lodding av karbonstål og lavlegert stål brukes hovedsakelig tilsettmetaller av typen rent kobber, kobbersink og sølvkobbersink. Rent kobber har et høyt smeltepunkt og oksiderer lett grunnmetallet under lodding. Det brukes hovedsakelig til gassbeskyttet lodding og vakuumlodding. Det bør imidlertid bemerkes at gapet mellom loddeforbindelsene bør være mindre enn 0,05 mm for å unngå problemet med at forbindelsesgapet ikke kan fylles på grunn av kobberets gode flyteevne. Karbonstål- og lavlegert stålforbindelser loddet med rent kobber har høy styrke. Generelt er skjærstyrken 150 ~ 215 mpa, mens strekkfastheten er fordelt mellom 170 ~ 340 mpa.

Sammenlignet med rent kobber synker smeltepunktet for kobber-sinklodding på grunn av tilsetning av Zn. For å forhindre Zn-fordampning under lodding, kan man på den ene siden tilsette en liten mengde Si til kobber-sinkloddingen. På den annen side må man bruke raske oppvarmingsmetoder, som flammelodding, induksjonslodding og dyppelodding. Skjøter av karbonstål og lavlegert stål loddet med kobber-sinkfyllingsmetall har god styrke og plastisitet. For eksempel når strekkfastheten og skjærfastheten til karbonstålskjøter loddet med b-cu62zn-lodding 420 MPa og 290 MPa. Smeltepunktet for sølvkobberstasjonslodding er lavere enn for kobber-sinklodding, noe som er praktisk for nålesveising. Dette fyllingsmetallet er egnet for flammelodding, induksjonslodding og ovnslodding av karbonstål og lavlegert stål, men Zn-innholdet bør reduseres så mye som mulig under ovnslodding, og oppvarmingshastigheten bør økes. Lodding av karbonstål og lavlegert stål med sølvkobber-sinkfyllingsmetall kan oppnå skjøter med god styrke og plastisitet. De spesifikke dataene er listet opp i tabell 2.

Tabell 2 styrke av lavkarbonstålskjøter loddet med sølv-kobber-sinklodding

(2) Flussmiddel: Flussmiddel eller beskyttelsesgass skal brukes til lodding av karbonstål og lavlegert stål. Flussmiddelet bestemmes vanligvis av det valgte fyllmaterialet og loddemetoden. Når tinnblyloddetinn brukes, kan en blanding av sinkklorid og ammoniumklorid brukes som flussmiddel eller annet spesialflussmiddel. Rester av dette flussmiddelet er generelt svært korrosivt, og skjøten bør rengjøres grundig etter lodding.

Ved lodding med kobber-sinkfyllmetall skal fb301 eller fb302 flussmiddel velges, det vil si boraks eller en blanding av boraks og borsyre. Ved flammelodding kan blandingen av metylborat og maursyre også brukes som loddeflussmiddel, der B2O3-damp spiller en rolle i fjerning av film.

Når det brukes sølv-kobber-sink-loddingsfyllstoff, kan man velge loddefluksene fb102, fb103 og fb104, det vil si en blanding av boraks, borsyre og noen fluorider. Rester av dette flussmiddelet er etsende til en viss grad og bør fjernes etter lodding.

2. Loddingsteknologi

Overflaten som skal sveises skal rengjøres med mekaniske eller kjemiske metoder for å sikre at oksidfilmen og organisk materiale fjernes fullstendig. Den rengjorte overflaten skal ikke være for ru og skal ikke feste seg til metallspon eller annet smuss.

Karbonstål og lavlegert stål kan loddes med ulike vanlige loddemetoder. Under flammelodding bør nøytral eller svakt reduserende flamme brukes. Under drift bør direkte oppvarming av fyllmaterialet og flussmiddel med flamme unngås så mye som mulig. Hurtigoppvarmingsmetoder som induksjonslodding og dyppelodding er svært godt egnet for lodding av bråkjølt og herdet stål. Samtidig bør bråkjøling eller lodding ved en lavere temperatur enn herding velges for å forhindre mykning av basismetallet. Ved lodding av lavlegert høyfast stål i beskyttende atmosfære kreves det ikke bare høy gassrenhet, men også gassflussmiddel for å sikre fukting og spredning av fyllmaterialet på overflaten av basismetallet.

Rester av flussmiddel kan fjernes ved kjemiske eller mekaniske metoder. Rester av organisk loddeflussmiddel kan tørkes av eller rengjøres med bensin, alkohol, aceton og andre organiske løsemidler. Rester av sterkt etsende flussmiddel som sinkklorid og ammoniumklorid skal først nøytraliseres i en vandig NaOH-løsning, og deretter rengjøres med varmt og kaldt vann. Borsyre- og borsyreflussmiddelrester er vanskelige å fjerne, og kan bare løses ved mekaniske metoder eller langvarig nedsenking i stigende vann.