अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचे ब्रेझिंग

१. ब्रेझबिलिटी

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचा ब्रेझिंग गुणधर्म खराब असतो, मुख्यतः पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म काढणे कठीण असते. अॅल्युमिनियममध्ये ऑक्सिजनसाठी खूप जवळीक असते. पृष्ठभागावर दाट, स्थिर आणि उच्च वितळण्याच्या बिंदूसह ऑक्साईड फिल्म Al2O3 तयार करणे सोपे आहे. त्याच वेळी, मॅग्नेशियम असलेले अॅल्युमिनियम मिश्रधातू एक अतिशय स्थिर ऑक्साईड फिल्म MgO देखील तयार करतील. ते सोल्डर ओले होण्यास आणि पसरण्यास गंभीरपणे अडथळा आणतील. आणि काढणे कठीण आहे. ब्रेझिंग दरम्यान, ब्रेझिंग प्रक्रिया केवळ योग्य फ्लक्ससहच करता येते.

दुसरे म्हणजे, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु ब्रेझिंगचे ऑपरेशन कठीण आहे. अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुचा वितळण्याचा बिंदू वापरल्या जाणाऱ्या ब्रेझिंग फिलर धातूपेक्षा फारसा वेगळा नाही. ब्रेझिंगसाठी पर्यायी तापमान श्रेणी खूपच अरुंद आहे. थोडेसे अयोग्य तापमान नियंत्रण बेस मेटलचे अतिउष्णता किंवा वितळणे देखील सोपे करते, ज्यामुळे ब्रेझिंग प्रक्रिया कठीण होते. उष्णतेच्या उपचाराने मजबूत केलेले काही अॅल्युमिनियम मिश्र धातु ब्रेझिंग हीटिंगमुळे जास्त वृद्ध होणे किंवा अॅनिलिंग करणे यासारख्या मऊपणाच्या घटनांना देखील कारणीभूत ठरतील, ज्यामुळे ब्रेझ केलेल्या सांध्याचे गुणधर्म कमी होतील. फ्लेम ब्रेझिंग दरम्यान, तापमानाचा न्याय करणे कठीण आहे कारण हीटिंग दरम्यान अॅल्युमिनियम मिश्र धातुचा रंग बदलत नाही, ज्यामुळे ऑपरेटरच्या ऑपरेशन पातळीसाठी आवश्यकता देखील वाढतात.

शिवाय, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या ब्रेझ्ड जोड्यांच्या गंज प्रतिकारावर फिलर धातू आणि फ्लक्सचा सहज परिणाम होतो. अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुची इलेक्ट्रोड क्षमता सोल्डरपेक्षा खूपच वेगळी असते, ज्यामुळे जोडाचा गंज प्रतिकार कमी होतो, विशेषतः मऊ सोल्डरिंग जोडासाठी. याव्यतिरिक्त, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या ब्रेझिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक फ्लक्समध्ये मजबूत गंज असते. जरी ते ब्रेझिंगनंतर स्वच्छ केले तरी, सांध्यांच्या गंज प्रतिकारावरील फ्लक्सचा प्रभाव पूर्णपणे नाहीसा होणार नाही.

२. ब्रेझिंग मटेरियल

(१) अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचे ब्रेझिंग ही क्वचितच वापरली जाणारी पद्धत आहे, कारण ब्रेझिंग फिलर मेटल आणि बेस मेटलची रचना आणि इलेक्ट्रोड क्षमता खूप वेगळी असते, ज्यामुळे जॉइंटचे इलेक्ट्रोकेमिकल गंजणे सोपे असते. सॉफ्ट सोल्डरिंगमध्ये प्रामुख्याने झिंक आधारित सोल्डर आणि टिन लीड सोल्डरचा वापर केला जातो, जे तापमान श्रेणीनुसार कमी तापमान सोल्डर (१५० ~ २६० ℃), मध्यम तापमान सोल्डर (२६० ~ ३७० ℃) आणि उच्च तापमान सोल्डर (३७० ~ ४३० ℃) मध्ये विभागले जाऊ शकते. जेव्हा टिन लीड सोल्डर वापरला जातो आणि ब्रेझिंगसाठी अॅल्युमिनियम पृष्ठभागावर तांबे किंवा निकेल प्रीप्लेटेड केले जाते, तेव्हा जॉइंट इंटरफेसवरील गंज रोखता येतो, जेणेकरून जॉइंटचा गंज प्रतिकार सुधारेल.

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचे ब्रेझिंग मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, जसे की फिल्टर गाइड, बाष्पीभवन, रेडिएटर आणि इतर घटक. अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या ब्रेझिंगसाठी फक्त अॅल्युमिनियम आधारित फिलर धातू वापरल्या जाऊ शकतात, ज्यामध्ये अॅल्युमिनियम सिलिकॉन फिलर धातू सर्वात जास्त वापरले जातात. वापराची विशिष्ट व्याप्ती आणि ब्रेझ्ड जोड्यांची कातरण्याची ताकद अनुक्रमे तक्ता 8 आणि तक्ता 9 मध्ये दर्शविली आहे. तथापि, या सोल्डरचा वितळण्याचा बिंदू बेस मेटलच्या जवळ आहे, म्हणून बेस मेटल जास्त गरम होऊ नये किंवा वितळू नये म्हणून ब्रेझिंग दरम्यान गरम तापमान काटेकोरपणे आणि अचूकपणे नियंत्रित केले पाहिजे.

टेबल 8 अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंसाठी ब्रेझिंग फिलर धातूंचा वापर व्याप्ती

टेबल ९ अॅल्युमिनियम सिलिकॉन फिलर धातूंनी ब्रेझ केलेल्या अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या जोड्यांची कातरण्याची ताकद

अॅल्युमिनियम सिलिकॉन सोल्डर सहसा पावडर, पेस्ट, वायर किंवा शीटच्या स्वरूपात पुरवले जाते. काही प्रकरणांमध्ये, अॅल्युमिनियम कोर असलेल्या सोल्डर कंपोझिट प्लेट्स आणि क्लॅडिंग म्हणून अॅल्युमिनियम सिलिकॉन सोल्डर वापरल्या जातात. या प्रकारची सोल्डर कंपोझिट प्लेट हायड्रॉलिक पद्धतीने बनवली जाते आणि बहुतेकदा ब्रेझिंग घटकांचा भाग म्हणून वापरली जाते. ब्रेझिंग दरम्यान, कंपोझिट प्लेटवरील ब्रेझिंग फिलर धातू वितळते आणि केशिका आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या क्रियेखाली सांधेतील अंतर भरण्यासाठी वाहते.

(२) अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु ब्रेझिंगसाठी फ्लक्स आणि शिल्डिंग गॅस, फिल्म काढण्यासाठी अनेकदा विशेष फ्लक्स वापरला जातो. ट्रायथेनॉलामाइनवर आधारित सेंद्रिय फ्लक्स, जसे की fs204, कमी-तापमानाच्या सॉफ्ट सोल्डरसह वापरला जातो. या फ्लक्सचा फायदा असा आहे की त्याचा बेस मेटलवर कमी गंज प्रभाव पडतो, परंतु तो मोठ्या प्रमाणात वायू तयार करेल, ज्यामुळे सोल्डर ओले होणे आणि कॉल्किंगवर परिणाम होईल. झिंक क्लोराइडवर आधारित रिअॅक्टिव्ह फ्लक्स, जसे की fs203 आणि fs220a, मध्यम तापमान आणि उच्च तापमानाच्या सॉफ्ट सोल्डरसह वापरला जातो. रिअॅक्टिव्ह फ्लक्स अत्यंत गंजणारा असतो आणि ब्रेझिंगनंतर त्याचे अवशेष काढून टाकावे लागतात.

सध्या, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या ब्रेझिंगमध्ये अजूनही फ्लक्स फिल्म काढून टाकण्याचे वर्चस्व आहे. वापरल्या जाणाऱ्या ब्रेझिंग फ्लक्समध्ये क्लोराइड आधारित फ्लक्स आणि फ्लोराइड आधारित फ्लक्सचा समावेश आहे. क्लोराइड आधारित फ्लक्समध्ये ऑक्साइड फिल्म काढून टाकण्याची मजबूत क्षमता आणि चांगली तरलता आहे, परंतु त्याचा बेस मेटलवर मोठा संक्षारक प्रभाव आहे. ब्रेझिंगनंतर त्याचे अवशेष पूर्णपणे काढून टाकावे लागतात. फ्लोराइड आधारित फ्लक्स हा एक नवीन प्रकारचा फ्लक्स आहे, ज्याचा चांगला फिल्म काढून टाकण्याचा प्रभाव आहे आणि बेस मेटलला गंज येत नाही. तथापि, त्याचा वितळण्याचा बिंदू उच्च आहे आणि थर्मल स्थिरता कमी आहे आणि तो फक्त अॅल्युमिनियम सिलिकॉन सोल्डरसह वापरता येतो.

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचे ब्रेझिंग करताना, व्हॅक्यूम, न्यूट्रल किंवा इनर्ट वातावरणाचा वापर केला जातो. जेव्हा व्हॅक्यूम ब्रेझिंग वापरले जाते, तेव्हा व्हॅक्यूमची डिग्री साधारणपणे 10-3pa च्या क्रमाने पोहोचते. जेव्हा नायट्रोजन किंवा आर्गॉन वायू संरक्षणासाठी वापरला जातो तेव्हा त्याची शुद्धता खूप जास्त असावी आणि दवबिंदू -40 ℃ पेक्षा कमी असावा.

३. ब्रेझिंग तंत्रज्ञान

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या ब्रेझिंगमध्ये वर्कपीस पृष्ठभागाच्या स्वच्छतेसाठी उच्च आवश्यकता असतात. चांगल्या दर्जाचे मिळविण्यासाठी, पृष्ठभागावरील तेलाचे डाग आणि ऑक्साईड फिल्म ब्रेझिंग करण्यापूर्वी काढून टाकणे आवश्यक आहे. पृष्ठभागावरील तेलाचे डाग Na2CO3 जलीय द्रावणाने 60 ~ 70 ℃ तापमानावर 5 ~ 10 मिनिटांसाठी काढून टाका आणि नंतर स्वच्छ पाण्याने धुवा; पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म 20 ~ 40 ℃ तापमानावर 2 ~ 4 मिनिटांसाठी NaOH जलीय द्रावणाने एचिंग करून काढता येते आणि नंतर गरम पाण्याने धुतली जाते; पृष्ठभागावरील तेलाचे डाग आणि ऑक्साईड फिल्म काढून टाकल्यानंतर, वर्कपीसला 2 ~ 5 मिनिटांसाठी ग्लॉससाठी HNO3 जलीय द्रावणाने प्रक्रिया करावी, नंतर वाहत्या पाण्यात स्वच्छ करावी आणि शेवटी वाळवावी. या पद्धतींनी प्रक्रिया केलेल्या वर्कपीसला स्पर्श करू नये किंवा इतर घाणीने दूषित करू नये आणि 6 ~ 8 तासांच्या आत ब्रेझ करावे. शक्य असल्यास ताबडतोब ब्रेझ करणे चांगले.

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या ब्रेझिंग पद्धतींमध्ये प्रामुख्याने फ्लेम ब्रेझिंग, सोल्डरिंग आयर्न ब्रेझिंग आणि फर्नेस ब्रेझिंग यांचा समावेश होतो. या पद्धतींमध्ये सामान्यतः ब्रेझिंगमध्ये फ्लक्सचा वापर केला जातो आणि गरम तापमान आणि होल्डिंग वेळेसाठी कठोर आवश्यकता असतात. फ्लेम ब्रेझिंग आणि सोल्डरिंग आयर्न ब्रेझिंग दरम्यान, फ्लक्सला जास्त गरम होण्यापासून आणि बिघाड होण्यापासून रोखण्यासाठी थेट उष्णतेच्या स्त्रोताद्वारे फ्लक्स गरम करणे टाळा. उच्च जस्त सामग्रीसह सॉफ्ट सोल्डरमध्ये अॅल्युमिनियम विरघळवता येत असल्याने, बेस मेटल गंज टाळण्यासाठी जॉइंट तयार झाल्यानंतर गरम करणे थांबवावे. काही प्रकरणांमध्ये, अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंचे ब्रेझिंग कधीकधी फ्लक्स वापरत नाही, परंतु फिल्म काढण्यासाठी अल्ट्रासोनिक किंवा स्क्रॅपिंग पद्धती वापरते. ब्रेझिंगसाठी फिल्म काढण्यासाठी स्क्रॅपिंग वापरताना, प्रथम वर्कपीस ब्रेझिंग तापमानापर्यंत गरम करा आणि नंतर सोल्डर रॉडच्या टोकाने (किंवा स्क्रॅपिंग टूल) वर्कपीसचा ब्रेझिंग भाग स्क्रॅप करा. पृष्ठभाग ऑक्साईड फिल्म तोडताना, सोल्डरचा शेवट वितळेल आणि बेस मेटल ओला होईल.

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या ब्रेझिंग पद्धतींमध्ये प्रामुख्याने फ्लेम ब्रेझिंग, फर्नेस ब्रेझिंग, डिप ब्रेझिंग, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग आणि गॅस शील्डेड ब्रेझिंग यांचा समावेश आहे. फ्लेम ब्रेझिंगचा वापर बहुतेक लहान वर्कपीस आणि सिंगल पीस उत्पादनासाठी केला जातो. ऑक्सिएसिटिलीन फ्लेम वापरताना एसिटिलीनमधील अशुद्धता आणि फ्लक्समधील संपर्कामुळे फ्लक्सचे अपयश टाळण्यासाठी, बेस मेटलचे ऑक्सिडेशन रोखण्यासाठी किंचित कमी करण्यायोग्यतेसह गॅसोलीन कॉम्प्रेस्ड एअर फ्लेम वापरणे योग्य आहे. विशिष्ट ब्रेझिंग दरम्यान, ब्रेझिंग फ्लक्स आणि फिलर मेटल ब्रेझ केलेल्या ठिकाणी आगाऊ ठेवता येतात आणि वर्कपीससह त्याच वेळी गरम केले जाऊ शकतात; वर्कपीस प्रथम ब्रेझिंग तापमानापर्यंत देखील गरम केले जाऊ शकते आणि नंतर फ्लक्सने बुडवलेले सोल्डर ब्रेझिंग स्थितीत पाठवले जाऊ शकते; फ्लक्स आणि फिलर मेटल वितळल्यानंतर, फिलर मेटल समान रीतीने भरल्यानंतर हीटिंग फ्लेम हळूहळू काढून टाकली पाहिजे.

एअर फर्नेसमध्ये अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुचे ब्रेझिंग करताना, ब्रेझिंग फिलर धातू प्रीसेट केला पाहिजे आणि ब्रेझिंग फ्लक्स डिस्टिल्ड पाण्यात वितळवून 50% ~ 75% च्या एकाग्रतेसह जाड द्रावण तयार करावे आणि नंतर ब्रेझिंग पृष्ठभागावर लेपित किंवा फवारणी करावी. ब्रेझिंग फिलर धातू आणि ब्रेझिंग पृष्ठभागावर योग्य प्रमाणात पावडर ब्रेझिंग फ्लक्स देखील झाकले जाऊ शकते आणि नंतर एकत्रित वेल्डमेंट ब्रेझिंग गरम करण्यासाठी भट्टीत ठेवले पाहिजे. बेस मेटल जास्त गरम होण्यापासून किंवा अगदी वितळण्यापासून रोखण्यासाठी, गरम तापमान काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजे.

पेस्ट किंवा फॉइल सोल्डरचा वापर सामान्यतः अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या डिप ब्रेझिंगसाठी केला जातो. ब्रेझिंग करण्यापूर्वी एकत्रित केलेले वर्कपीस प्रीहीट केले पाहिजे जेणेकरून त्याचे तापमान ब्रेझिंग तापमानाच्या जवळ येईल आणि नंतर ब्रेझिंगसाठी ब्रेझिंग फ्लक्समध्ये बुडवले पाहिजे. ब्रेझिंग दरम्यान, ब्रेझिंग तापमान आणि ब्रेझिंग वेळ काटेकोरपणे नियंत्रित केला पाहिजे. जर तापमान खूप जास्त असेल, तर बेस मेटल विरघळणे सोपे आहे आणि सोल्डर गमावणे सोपे आहे; जर तापमान खूप कमी असेल, तर सोल्डर पुरेसे वितळत नाही आणि ब्रेझिंग रेट कमी होतो. ब्रेझिंग तापमान बेस मेटलच्या प्रकार आणि आकारानुसार, फिलर मेटलच्या रचना आणि वितळण्याच्या बिंदूनुसार निश्चित केले पाहिजे आणि ते सामान्यतः फिलर मेटलच्या द्रव तापमान आणि बेस मेटलच्या सॉलिडस तापमाना दरम्यान असते. फ्लक्स बाथमध्ये वर्कपीसचा डिपिंग वेळ हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की सोल्डर पूर्णपणे वितळू शकेल आणि वाहू शकेल आणि आधार देणारा वेळ खूप जास्त नसावा. अन्यथा, सोल्डरमधील सिलिकॉन घटक बेस मेटलमध्ये पसरू शकतो, ज्यामुळे सीमजवळील बेस मेटल ठिसूळ होईल.

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या व्हॅक्यूम ब्रेझिंगमध्ये, धातूचे ऑपरेटिंग अ‍ॅक्टिव्हेटर्स बहुतेकदा अॅल्युमिनियमच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म सुधारण्यासाठी आणि सोल्डर ओले करणे आणि पसरवणे सुनिश्चित करण्यासाठी वापरले जातात. मॅग्नेशियम थेट कणांच्या स्वरूपात वर्कपीसवर वापरले जाऊ शकते किंवा स्टीमच्या स्वरूपात ब्रेझिंग झोनमध्ये आणले जाऊ शकते किंवा अॅल्युमिनियम सिलिकॉन सोल्डरमध्ये मिश्रधातू घटक म्हणून मॅग्नेशियम जोडले जाऊ शकते. जटिल संरचनेसह असलेल्या वर्कपीससाठी, बेस मेटलवर मॅग्नेशियम वाष्पाचा पूर्ण परिणाम सुनिश्चित करण्यासाठी आणि ब्रेझिंगची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी, स्थानिक शिल्डिंग प्रक्रियेचे उपाय अनेकदा घेतले जातात, म्हणजेच, वर्कपीस प्रथम स्टेनलेस स्टील बॉक्समध्ये (सामान्यतः प्रक्रिया बॉक्स म्हणून ओळखले जाते) ठेवले जाते आणि नंतर ब्रेझिंग गरम करण्यासाठी व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये ठेवले जाते. व्हॅक्यूम ब्रेझ्ड अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूच्या सांध्यामध्ये गुळगुळीत पृष्ठभाग आणि दाट ब्रेझ्ड सांधे असतात आणि ब्रेझिंगनंतर त्यांना साफ करण्याची आवश्यकता नसते; तथापि, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग उपकरणे महाग असतात आणि मॅग्नेशियम वाष्प भट्टीला गंभीरपणे प्रदूषित करते, म्हणून ते वारंवार स्वच्छ आणि देखभाल करणे आवश्यक आहे.

तटस्थ किंवा निष्क्रिय वातावरणात अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंचे ब्रेझिंग करताना, फिल्म काढण्यासाठी मॅग्नेशियम अॅक्टिव्हेटर किंवा फ्लक्सचा वापर केला जाऊ शकतो. जेव्हा मॅग्नेशियम अॅक्टिव्हेटरचा वापर फिल्म काढण्यासाठी केला जातो तेव्हा व्हॅक्यूम ब्रेझिंगपेक्षा आवश्यक मॅग्नेशियमचे प्रमाण खूपच कमी असते. साधारणपणे, w (mg) सुमारे 0.2% ~ 0.5% असते. जेव्हा मॅग्नेशियमचे प्रमाण जास्त असते, तेव्हा सांधेची गुणवत्ता कमी होते. फ्लोराइड फ्लक्स आणि नायट्रोजन संरक्षण वापरून NOCOLOK ब्रेझिंग पद्धत ही अलिकडच्या काळात वेगाने विकसित झालेली एक नवीन पद्धत आहे. फ्लोराइड फ्लक्सचे अवशेष ओलावा शोषत नसल्यामुळे आणि अॅल्युमिनियमला ​​संक्षारक नसल्यामुळे, ब्रेझिंगनंतर फ्लक्स अवशेष काढून टाकण्याची प्रक्रिया वगळता येते. नायट्रोजनच्या संरक्षणाखाली, फक्त थोड्या प्रमाणात फ्लोराइड फ्लक्स लेपित करणे आवश्यक आहे, फिलर मेटल बेस मेटलला चांगले ओले करू शकते आणि उच्च-गुणवत्तेचे ब्रेझ्ड सांधे मिळवणे सोपे आहे. सध्या, अॅल्युमिनियम रेडिएटर आणि इतर घटकांच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात ही NOCOLOK ब्रेझिंग पद्धत वापरली जात आहे.

फ्लोराईड फ्लक्स व्यतिरिक्त इतर फ्लक्सने ब्रेझ केलेले अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुसाठी, ब्रेझिंगनंतर फ्लक्स अवशेष पूर्णपणे काढून टाकणे आवश्यक आहे. अॅल्युमिनियमसाठी सेंद्रिय ब्रेझिंग फ्लक्सचे अवशेष मिथेनॉल आणि ट्रायक्लोरोइथिलीन सारख्या सेंद्रिय द्रावणांनी धुतले जाऊ शकतात, सोडियम हायड्रॉक्साइड जलीय द्रावणाने तटस्थ केले जाऊ शकतात आणि शेवटी गरम आणि थंड पाण्याने स्वच्छ केले जाऊ शकतात. क्लोराइड हे अॅल्युमिनियमसाठी ब्रेझिंग फ्लक्सचे अवशेष आहे, जे खालील पद्धतींनुसार काढले जाऊ शकते; प्रथम, 60 ~ 80 ℃ वर गरम पाण्यात 10 मिनिटे भिजवा, ब्रेझ केलेल्या सांध्यावरील अवशेष काळजीपूर्वक ब्रशने स्वच्छ करा आणि थंड पाण्याने स्वच्छ करा; नंतर ते 15% नायट्रिक आम्ल जलीय द्रावणात 30 मिनिटे भिजवा आणि शेवटी थंड पाण्याने स्वच्छ धुवा.