Τα υλικά συγκόλλησης είναι κράματα πλήρωσης με σημεία τήξης χαμηλότερα από αυτά των βασικών μετάλλων. Κατά τη θέρμανση και την τήξη, γεμίζουν τα κενά ζευγαρώματος μέσω τριχοειδούς δράσης, υφίστανται μεταλλουργική αλληλεπίδραση με τα βασικά μέταλλα και στερεοποιούνται για να σχηματίσουν μια σταθερή άρθρωση. Αυτά τα κράματα πλήρωσης χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανική κατασκευή, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, την αεροδιαστημική, τις οικιακές συσκευές και τους διακόπτες ισχύος. χρησιμεύουν ως βασικά αναλώσιμα για τον έλεγχο της αντίστασης της άρθρωσης, της αντοχής στους κραδασμούς και της μακροπρόθεσμης λειτουργικής διάρκειας ζωής. Στην παραγωγή επαφών, διακοπτών κυκλώματος και διακοπτών αποθήκευσης ενέργειας, η επιλογή του υλικού συγκόλλησης καθορίζει άμεσα τη σταθερότητα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και την αντίσταση τόξου των ηλεκτρικών επαφών Brazing.
Τα υλικά συγκόλλησης αποτελούνται από συστατικά βάσης, κατασταλτικά του σημείου τήξης και στοιχεία που τροποποιούν την απόδοση. Τα εξαρτήματα βάσης εξασφαλίζουν μεταλλουργική συμβατότητα με τα μητρικά υλικά. Τα κατασταλτικά σημείου τήξης διατηρούν τη θερμοκρασία τήξης κάτω από τη θερμοκρασία στερεού των βασικών μετάλλων. και τα στοιχεία τροποποίησης προσαρμόζουν τα χαρακτηριστικά εξάπλωσης και ροής του τηγμένου κράματος, καθώς και τη μηχανική απόδοση του αρμού. Στη βιομηχανία, τα υλικά συγκόλλησης κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τις θερμοκρασίες τήξης τους σε «μαλακές» συγκολλήσεις και «σκληρά» κράματα συγκόλλησης. Οι μαλακές κολλήσεις λιώνουν κάτω από 450 βαθμούς -συνήθως κράματα με βάση τον κασσίτερο ή το βισμούθιο- και χρησιμοποιούνται κυρίως για συναρμολόγηση PCB και μικρά ηλεκτρονικά εξαρτήματα ακριβείας, αν και προσφέρουν σχετικά χαμηλότερη αντοχή στην άρθρωση. Τα κράματα σκληρής συγκόλλησης τήκονται πάνω από 450 βαθμούς και περιλαμβάνουν κράματα με βάση το άργυρο, το χαλκό και το νικέλιο. Αυτά παρέχουν ανώτερη φέρουσα ικανότητα και αντοχή στη θερμότητα, καθιστώντας τα κατάλληλα για ηλεκτροφόρα εξαρτήματα, εργαλεία κοπής και δομικές σωληνώσεις. Με ολοένα και πιο αυστηρούς περιβαλλοντικούς κανονισμούς, οι συγκολλήσεις χωρίς μόλυβδο αντικαθιστούν σταδιακά τα παραδοσιακά συστήματα κασσίτερου μολύβδου, με κράματα κασσίτερου-αργύρου-χαλκού και κασσιτέρου-βισμούθιου να χρησιμεύουν πλέον ως οι κύριες λύσεις για ηλεκτρονική συναρμολόγηση.
Κατά την αξιολόγηση των υλικών συγκόλλησης για μηχανικές εφαρμογές, θα πρέπει να δίνεται προτεραιότητα στη διαβρεξιμότητα, τη ρευστότητα, την αντοχή της άρθρωσης, την αντίσταση στη διάβρωση και την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η διαβρεξιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός τηγμένου κράματος να απλώνεται στην επιφάνεια ενός βασικού μετάλλου. Η έκταση αυτής της εξάπλωσης καθορίζει την αποτελεσματική περιοχή συγκόλλησης και επηρεάζεται από την καθαρότητα της επιφάνειας του βασικού μετάλλου, τη σύνθεση του κράματος και τις παραμέτρους θέρμανσης. Η ρευστότητα καθορίζει την αποτελεσματικότητα της πλήρωσης του κενού. Η ανεπαρκής ρευστότητα μπορεί να οδηγήσει σε κενά, ενώ η υπερβολική ρευστότητα μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια κράματος πλήρωσης. Η αντοχή της άρθρωσης επαληθεύεται μέσω δοκιμών διάτμησης και εφελκυσμού για να διασφαλιστεί ότι πληροί τις απαιτήσεις φορτίου των εξαρτημάτων. Η αντοχή στη διάβρωση είναι απαραίτητη για μέρη που εκτίθενται σε περιβάλλοντα με υγρασία ή ψεκασμό αλατιού, αποτρέποντας την προτιμώμενη διάβρωση στη διεπαφή της άρθρωσης. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι ιδιαίτερα κρίσιμη για τα εξαρτήματα επαφής ισχύος, καθώς οι διακυμάνσεις στην αντίσταση της διεπαφής μπορεί να προκαλέσουν μη φυσιολογικές αυξήσεις θερμοκρασίας και πρόσθετη απώλεια ισχύος.
Η διαδικασία επιλογής υλικού περιλαμβάνει την αξιολόγηση του βασικού μετάλλου, των λειτουργικών φορτίων, των επιτρεπόμενων θερμοκρασιών θέρμανσης, του κόστους υλικού και της συμμόρφωσης με τους κανονισμούς. Τα βασικά μέταλλα από ανοξείδωτο χάλυβα συνήθως συνδυάζονται με κράματα πλήρωσης με βάση το ασήμι ή το νικέλιο, ενώ τα κράματα αλουμινίου συνδυάζονται καλύτερα με πληρωτικά με βάση το αλουμίνιο. Για εξαρτήματα που υπόκεινται σε κυκλική φόρτιση ή συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, θα πρέπει να επιλέγονται κράματα συγκόλλησης ανθεκτικά στη θερμότητα και αντοχή στην κόπωση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, η θερμοκρασία δεν πρέπει να υπερβαίνει τη θερμοκρασία στερεού υλικού του βασικού μετάλλου για να αποφευχθεί η υποβάθμιση της δομής των κόκκων του. Τα πληρωτικά με βάση το ασήμι είναι κατάλληλα για εξαρτήματα που απαιτούν υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντίσταση τόξου-όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στη διάταξη Silver Contact Hard Brazing-αν και έχουν υψηλότερο κόστος. για εφαρμογές με λιγότερο αυστηρές απαιτήσεις φορτίου ή αγωγιμότητας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κράματα με βάση τον χαλκό ή ψευδάργυρο. Δεδομένου ότι η χρήση κραμάτων συγκόλλησης που περιέχουν μόλυβδο ή κάδμιο περιορίζεται από κανονισμούς, τα συστήματα κραμάτων χαμηλής τοξικότητας θα πρέπει να δίνονται προτεραιότητα για νέα έργα.
Διαφορετικές διαδικασίες συγκόλλησης απαιτούν συγκεκριμένες μορφές υλικού πλήρωσης. Η συγκόλληση με φλόγα χρησιμοποιεί συνήθως ράβδους πληρωτικά, ενώ η επαγωγική συγκόλληση είναι κατάλληλη για πληρωτικά σε μορφή φύλλου ή πάστας. Τα πληρωτικά σε μορφή πάστας-αποτελούμενα από σκόνη κράματος, μέσο φορέα και ροή- είναι ιδανικά για αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής μεγάλου όγκου. Το Flux χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το πληρωτικό για την αφαίρεση στρωμάτων οξειδίου από τις επιφάνειες του βασικού μετάλλου και του κράματος πλήρωσης, ενώ παράλληλα προστατεύει τη λιωμένη πισίνα από την οξείδωση. Οι ρυθμοί θέρμανσης και ψύξης πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τις θερμικές ιδιότητες του βασικού μετάλλου. Η πολύ γρήγορη θέρμανση μπορεί να προκαλέσει πιτσίλισμα και παραμόρφωση, ενώ η πιο αργή ψύξη συμβάλλει στη μείωση της υπολειπόμενης τάσης στον σύνδεσμο, αν και με κόστος μεγαλύτερου κύκλου παραγωγής.
Οι συνθήκες αποθήκευσης πρέπει να διατηρούνται στεγνές και καθαρές, καθώς τα υλικά συγκόλλησης σε μορφή σκόνης ή πάστας μπορεί να συσσωματωθούν και να χάσουν την αποτελεσματικότητά τους εάν εκτεθούν σε υγρασία. Πριν από τη χρήση σε εξαρτήματα σφράγισης με συγκόλληση ηλεκτρικής επαφής, τα συρμάτινα πληρωτικά πρέπει να καθαρίζονται για να απομακρυνθούν τυχόν λάδια ή ρύποι και τα πληρωτικά μορφής πάστας πρέπει να αναδεύονται καλά για να διασφαλιστεί ομοιόμορφη συνοχή. Τα απορρίμματα χαλκοσυγκόλλησης πρέπει να ανακτώνται σύμφωνα με τους κανονισμούς για τα επικίνδυνα απόβλητα. συστατικά που περιέχουν βαρέα μέταλλα δεν μπορούν να απορρίπτονται αδιακρίτως.
Τα υλικά συγκόλλησης εφαρμόζονται σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών τομέων. Η βιομηχανία ηλεκτρονικών χρησιμοποιεί κυρίως μαλακές κολλήσεις με βάση τον κασσίτερο για τη συσκευασία εξαρτημάτων και τις διασυνδέσεις κυκλωμάτων. Στη μηχανική κατεργασία, χρησιμοποιούνται σκληρά κράματα συγκόλλησης με βάση τον χαλκό και το νικέλιο (μετάλλα πλήρωσης συγκόλλησης) για τη συναρμολόγηση κοπτικών εργαλείων και δομικών εξαρτημάτων. Ο τομέας της αεροδιαστημικής βασίζεται σε ανθεκτικά σε υψηλή θερμοκρασία κράματα συγκόλλησης με βάση το κοβάλτιο ή το νικέλιο. Στη βιομηχανία οικιακών συσκευών, η συγκόλληση χρησιμοποιείται για εναλλάκτες θερμότητας και περιβλήματα συμπιεστών. Για τα θερμαντικά σώματα αυτοκινήτων και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ελέγχου, επιβάλλονται συγκεκριμένα κριτήρια απόδοσης σχετικά με την αντίσταση των αρμών στη θερμική κόπωση και τους κραδασμούς.
Η τρέχουσα βιομηχανική Ε&Α εστιάζει σε σκευάσματα χαμηλής τοξικότητας, κράματα συγκόλλησης ενισχυμένα με σύνθετα υλικά, κράματα πλήρωσης με νανοτροποποιημένα κράματα και προσχηματισμένα φύλλα συγκόλλησης ή ροδέλες. Τα προσχηματισμένα στοιχεία συγκόλλησης και οι σταθερές πάστες συγκόλλησης είναι κατάλληλα για αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής, συμβάλλοντας στην ελαχιστοποίηση των ασυνεπειών που διαφορετικά θα μπορούσαν να προκύψουν από χειροκίνητη παρέμβαση. Η συνεχιζόμενη βελτιστοποίηση της σύνθεσης του υλικού και η βελτίωση της διαδικασίας συνεχίζουν να μειώνουν το μοναδιαίο κόστος των υλικών συγκόλλησης υψηλής ποιότητας.
Προτού οι ομάδες μηχανικών προχωρήσουν στη δημιουργία πρωτοτύπων και τη μαζική παραγωγή εξαρτημάτων όπως διακόπτες ή επαφές, πρέπει να καθορίσουν οριστικά τη συγκεκριμένη κατηγορία κράματος συγκόλλησης, το σύστημα ροής, το προφίλ θέρμανσης και τα πρότυπα επιθεώρησης. Μόνο με τη διασφάλιση της ευθυγράμμισης της επιλογής υλικού, των παραμέτρων της διαδικασίας και των πρωτοκόλλων επιθεώρησης μπορεί να ελεγχθεί αποτελεσματικά η αντίσταση της διεπαφής επαφής. Αυτή η προσέγγιση μετριάζει τον κίνδυνο αστοχίας που προκαλείται από διάβρωση τόξου ή κόπωση που προκαλείται από κραδασμούς, διασφαλίζοντας ότιΣυγκολλημένες συναρμολογήσεις Silver Contact Brazedδιατηρεί σταθερή απόδοση σε μακροπρόθεσμους κύκλους μεταγωγής.
επικοινωνήστε μαζί μας
