Operacije lemljenja prilično su uobičajene ne samo u profesionalnim područjima u proizvodnji i građevinarstvu, već iu svakodnevnom životu. Koriste se za dobivanje međuatomskih trajnih veza između malih dijelova i elemenata. Postoje različite vrste lemljenja, koje se razlikuju po tehnološkim nijansama, korištenom potrošnom materijalu, izratcima itd.
Pregled tehnologije
Ovo je metoda spajanja koja koristi veznu talinu (lem) s prikladnim karakteristikama za specifične uvjete. I aktivni lemni element i obradak podvrgnuti su predgrijavanju, zbog čega se formira struktura materijala koja je savitljiva za spajanje. Temperaturni režim mora premašiti vršnu točku zagrijavanja, zaobilazeći koju metalni dijelovi omekšaju i počinju prelaziti u tekuće stanje. Važna karakteristika bilo koje vrste lemljenja je vrijeme toplinskog izlaganja ispod taline. Ovo je interval od početka zagrijavanja do skrućivanja lema nakon togaveze. U prosjeku, operacija traje 5-7 minuta, ali može doći do odstupanja od ovog raspona - ovisi o karakteristikama obratka i području obrađenog čvora.
Limpe za lemljenje
Najčešći alat za lemljenje raznih izradaka, koji vam omogućuje da dobijete visokotemperaturno zagrijavanje spaljivanjem alkohola, kerozina i drugih tekućih goriva. U procesu rada, iz mlaznice aparata izlazi plameni osigurač, koji se zatim usmjerava na ciljno područje taline. Takvi se uređaji mogu koristiti ne samo za spajanje dijelova, već i za grijanje konstrukcija i mehanizama. Također, strojevi za lemljenje koriste se prije uklanjanja boje. Prosječna temperatura grijanja žarulje za lemljenje je 1000 - 1100 ° C, pa se može koristiti i za zavarivanje. Najproduktivniji modeli uključuju benzinske svjetiljke. Brzo postižu optimalnu radnu temperaturu i podnose većinu standardnih operacija lemljenja. Dizajn uređaja predviđa uložak za gorivo, kao i regulator plamena koji vam omogućuje mijenjanje snage toplinske izloženosti.
Baklje za lemljenje
Širok asortiman plinskih lemilica koje se mogu spojiti na spremnik goriva ili na centralni izvor goriva. Prva opcija opskrbe ima prednost autonomije. Plamenik s raspršivačem, poput benzinske svjetiljke, može se koristiti bez obzira na vanjske komunikacije. Prilikom odabira takvog uređaja treba uzeti u obzir snagu, radtemperatura, vrsta upotrijebljenog plina, vrijeme spremnosti za korištenje itd. Na primjer, standardni plinski plamenik za lemljenje radi na propan-butanu i postiže temperaturu zagrijavanja do 1300°C. Razdoblje kontinuirane toplinske izloženosti može doseći 3 sata, ali ovo vrijeme ovisi i o volumenu spojenog uloška. Plamenici se također razlikuju po vrsti sustava paljenja. Najjednostavniji modeli se uključuju mehanički, a u modernijim verzijama koristi se piezo paljenje.
Električna lemila
Također uobičajena vrsta opreme za lemljenje u kućnom okruženju, koja je sigurna (u usporedbi s plinskim uređajima) i kompaktne veličine. Ali vrijedi naglasiti i nedostatke. Prvo, takvi uređaji ovise o mreži, što ograničava njihov opseg. Drugo, električna oprema za lemljenje održava nisku temperaturu grijanja u rasponu od 400-450°C. To je zbog činjenice da se dio energije gubi u procesu pretvaranja električne energije u toplinu.
Prilikom odabira uređaja morate uzeti u obzir maksimalni napon. Dakle, u radionicama i industrijama koriste se standardni modeli od 220 V. U domaćim uvjetima često se koriste uređaji koji rade od transformatora od 12 i 24 V. Zadaci koji se mogu riješiti električnim lemilicama uglavnom su ograničeni na popravak male opreme, obnavljanje kontakata mikrosklopa, spajanje plastičnih dijelova, itd.
Stanice za lemljenje
Za serijske ili in-line operacije lemljenjakorištenjem višenamjenske opreme. Stanicu za lemljenje karakterizira širok raspon mogućnosti podešavanja radnih parametara, kao i više temperature grijanja. Dovoljno je reći da uređaji ove vrste rade na snazi od 750 - 1000 W, spojeni na mreže s naponom od 220 V. U pravilu su to profesionalna oprema za lemljenje, ali postoje i kućni kolege. Na primjer, uređaji za grupne operacije kod kuće mogu uključivati nekoliko izmjenjivih vrhova različitih veličina, stalke, alate za odlemljivanje, rezače žice i druge pomoćne dodatke. Sada se vrijedi upoznati s različitim tehnološkim pristupima procesima lemljenja.
Glavne vrste lemljenja
Postoje tehnike za izvođenje operacija na zglobu i jazu. Dakle, ako je razmak između spojenih elemenata manji od 0,5 mm, tada će lemljenje biti s razmakom. Prekoračenje ovog intervala znači da je veza uspostavljena od kraja do kraja. Štoviše, zglobovi mogu imati različite konfiguracije - na primjer, u obliku slova X i V. Lemljenje praznina izvodi se samo tekućim lemom, koji se tijekom rada šalje u međuzonu. Standardne vrste čeonog lemljenja uključuju punjenje slobodnog prostora lemom pod utjecajem gravitacije.
Klasifikacija lemljenja prema temperaturnim uvjetima
Danas se koristi meko, tvrdo i visokotemperaturno lemljenje, koje se uglavnom koristi u proizvodnji i građevinarstvu. Prve dvije tehnike su u mnogočemu slične - na primjer, u oba slučaja, radnatemperatura je 450°C i niže. Za usporedbu, visokotemperaturne veze izvode se u načinu rada od najmanje 600°C, a češće - iznad 900°C.
U isto vrijeme, niskotemperaturna obrada može osigurati kvalitetnu vezu. Najpovoljnija će biti uporaba tvrdog lema, zbog čega se postižu visoka čvrstoća i vatrostalnost dijelova. Dodavanje bakra u razmak ili spoj također će povećati duktilnost obratka. Ako je potrebno dobiti fleksibilnu i elastičnu strukturu, tada se koristi meko lemljenje.
Klasifikacija lemova
Uvjetno je moguće podijeliti moderne lemove u dvije grupe:
- Topljenje na niskim temperaturama.
- Topljenje na visokim temperaturama.
Kao što je već napomenuto, lemljenje na niskoj temperaturi izvodi se na 450°C i niže. Sam lem za ovakav rad trebao bi omekšati već na 300°C. Takvi materijali uključuju široku skupinu legura kositra s dodatkom cinka, olova i kadmija.
Mediji taline visoke temperature koriste se za lemljenje na temperaturama oko 500°C. To su uglavnom spojevi bakra, koji također uključuju nikal, fosfor i cink. Važno je napomenuti da će se npr. kositar-olovo-kadmij lem, osim nižeg tališta, od bakrenih legura razlikovati po mehaničkoj čvrstoći. Omjer otpornosti prema fizičkom pritisku može se predstaviti na sljedeći način: 20 - 100 MPa naspram 100 - 500 MPa.
Vrste tokova
Kada je izložena toplini na površini metalnog obratkanastaje oksidna prevlaka koja onemogućuje stvaranje kvalitetne veze s lemom. Za uklanjanje takvih prepreka koriste se različite vrste tokova za lemljenje, od kojih neke također uklanjaju tragove hrđe i kamenca.
Fluksovi se mogu klasificirati samo prema kompatibilnosti s lemovima (tvrdim i mekim) ili po otpornosti na temperaturu. Na primjer, za meko lemljenje teških metala koriste se proizvodi s oznakom F-SW11 i F-SW32. Za čvrsto spajanje teških legura koriste se tokovi za lemljenje tipa F-SH1 i F-SH4. Lake metale poput aluminija preporuča se prethodno obraditi spojevima grupa F-LH1 i F-LH2.
Metoda indukcijskog lemljenja
Ova tehnologija lemljenja ima nekoliko prednosti u odnosu na klasičnu metodu spajanja vrućim taljenjem. Među njima se može izdvojiti minimalni stupanj oksidacije obratka, koji u nekim slučajevima eliminira potrebu za korištenjem fluksa, kao i nizak učinak savijanja. Što se tiče ciljanih materijala, oni uključuju meke i tvrde legure, kao i keramiku s plastikom. Na primjer, optimalni lem za bakar u ovom slučaju bit će označen L-SN (modifikacije SB5 ili AG5). Kao izvor toplinske energije tijekom indukcijske ekspozicije mogu djelovati i ručni uređaji s lampama i strojne jedinice odgovarajuće snage. U proizvodnji se generatori koriste i kada je potrebno postići dugotrajno lemljenje čvorova velike površine. Također, u rad je uključen i induktor s više mjesta, koji možeprimati obratke jedan po jedan. Ova tehnologija se posebno koristi za izradu ručnih alata za rezanje.
Ultrazvučno lemljenje
Još jedna moderna visokotehnološka metoda lemljenja, čiji je razvoj uzrokovan potrebom da se otklone niz karakterističnih nedostataka metoda elektrokemijskog povezivanja. Ključna značajka ove tehnike je sposobnost zamjene konvencionalnog fluksa kao sredstva za eliminaciju oksida. Funkciju skidanja vrši energija ultrazvučnih valova, što uzrokuje proces kavitacije u tekućem lemu. Istovremeno, zadaci toplinskog vezivnog djelovanja iz taline su u potpunosti sačuvani.
Tehnologija je također superiorna u pogledu brzine veze. Ako ultrazvučno zračenje usporedimo s učinkom koji daje kositreno-olovni lem, tada će intenzitet kolapsa šupljina obrađenog čvora biti nekoliko puta veći. Promatranja pokazuju da ultrazvučni valovi s frekvencijom od 22,8 kHz pružaju brzinu zatvaranja lemljenja od 0,2 m/s.
Ova metoda ima i ekonomske prednosti. Oni su također povezani s promjenom pristupa korištenju fluksa i lemova. U proizvodnji električnih uređaja, pri sastavljanju monolitnih kondenzatora, strujnih pretvarača i drugih uređaja, naširoko se koristi metalizacija paladij, srebro i platinasta pasta. Proces ultrazvučnog lemljenja omogućuje zamjenu plemenitih metala jeftinijim analozima bez gubitka performansi budućeg proizvoda.
Značajke lemljenja-zavarivanja
Lemljenje kao takvo ima mnogo sličnosti s tradicionalnim tehnologijama zavarivanja. Također se koristi zagrijavanje obratka i materijala treće strane koji utječe na formiranje šava. Ali, u usporedbi s tehnikama zavarivanja, lemljenje ne osigurava unutarnje taljenje strukture obratka. Rubovi dijelova, u pravilu, ostaju čvrsti, iako su zagrijani. Pa ipak, potpuno otapanje obratka daje jaču vezu. Druga stvar je da za postizanje takvog rezultata može biti potrebna snažnija oprema. Kada koristite tekući lem za bakar, ne-kapilarno lemljenje s gustim punjenjem šava je sasvim izvedivo. Ova metoda spajanja djelomično je povezana sa zavarivanjem, jer povećava prianjanje konstrukcija dvaju ili više obratka. Nekapilarno lemljenje preporučuje se sa električnim lučnim strojevima ili oksi-acetilenskom plamenikom.
Zaključak
Na dobivanje kvalitetnog spoja tijekom procesa lemljenja ne utječe samo pravi izbor tehnologije, lemljenja s fluksom i opreme. Često su mali organizacijski postupci povezani s pripremom materijala i naknadnom obradom od presudne važnosti. Konkretno, upotreba tvrdog lema zahtijeva višestupanjsko čišćenje ciljane površine abrazivnim brušenjem i kemijskim napadom ugljičnim tetrakloridom. Gotovi dio treba biti čist, glatki i što je moguće ravniji. Izravno tijekom lemljenja, također se preporuča obratiti posebnu pozornost na način pričvršćivanja izratka. Poželjnopričvrstite ih steznim alatom, ali na način da je potonji zaštićen od kemijskog i toplinskog napada.
Ne zaboravite na sigurnost. Aktivni potrošni materijal - fluks i lem - zahtijevaju posebnu njegu. Uglavnom, to su kemijski nesigurni elementi koji pod visokim temperaturama mogu otpustiti otrovne tvari. Stoga, u najmanju ruku, treba zaštititi kožu i respiratornu zaštitu tijekom rada.
