A forrasztási műveletek nem csak a gyártás és az építőipar szakmai területein, hanem a mindennapi életben is meglehetősen gyakoriak. A kis részek és elemek közötti interatomikus állandó kapcsolatok létrehozására szolgálnak. Különféle forrasztási típusok léteznek, eltérő technológiai árnyalatokban, használt fogyóeszközökben, munkadarabokban stb.
Technológiai áttekintés
Ez egy olyan összeillesztési módszer, amely meghatározott feltételeknek megfelelő jellemzőkkel rendelkező ragasztóolvadékot (forraszanyagot) használ. Mind az aktív forrasztóelem, mind a munkadarabok előmelegítésnek vannak kitéve, aminek következtében az anyagok összeillesztésre képlékeny szerkezete alakul ki. A hőmérsékleti rendszernek meg kell haladnia a fűtési csúcspontot, ezt megkerülve a fémrészek meglágyulnak és folyékony állapotba kezdenek átmenni. Bármilyen típusú forrasztás fontos jellemzője az olvadék alatti termikus expozíciós idő. Ez a hevítés kezdetétől a forrasztás utáni megszilárdulásig eltelt időkapcsolatokat. Átlagosan a művelet 5-7 percig tart, de ettől a tartománytól eltérések lehetnek - ez a munkadarab jellemzőitől és a feldolgozott csomópont területétől függ.
Forrasztólámpák
A különböző munkadarabok forrasztására szolgáló legelterjedtebb eszköz, amellyel alkohol, kerozin és egyéb folyékony tüzelőanyagok elégetésével magas hőmérsékletű fűtést érhet el. A működés során egy fáklyás biztosíték távozik a készülék fúvókájából, amelyet ezt követően az olvadék célterületére irányítanak. Az ilyen eszközök nemcsak alkatrészek összekapcsolására, hanem szerkezetek és mechanizmusok fűtésére is használhatók. A festék eltávolítása előtt forrasztógépeket is használnak. A lámpás forrasztópáka átlagos fűtési hőmérséklete 1000 - 1100 °C, így hegesztésben is használható. A legtermékenyebb modellek közé tartoznak a benzinlámpák. Gyorsan elérik az optimális működési hőmérsékletet, és a legtöbb szabványos forrasztási műveletet kezelik. Az eszközök kialakítása rendelkezik egy tüzelőanyag-patronnal, valamint egy lángszabályozóval, amely lehetővé teszi a hőterhelés erejének változtatását.
Forrasztólámpák
Gázforrasztópákák széles választéka, amelyek üzemanyagtartályhoz vagy központi üzemanyagforráshoz csatlakoztathatók. Az első ellátási lehetőségnek megvan az önállósága. A permetezőkannával ellátott égő, mint egy benzinlámpa, a külső kommunikációtól függetlenül használható. Egy ilyen készülék kiválasztásakor figyelembe kell venni a teljesítményt, a működésthőmérséklet, a használt gáz típusa, a felhasználásra kész idő stb. Például egy szabványos gázforrasztópisztoly propán-butánon működik, és eléri az 1300 °C-os fűtési hőmérsékletet. A folyamatos hőhatás időtartama elérheti a 3 órát, de ez az idő a csatlakoztatott kazetta térfogatától is függ. Az égőket a gyújtórendszer típusa is megkülönbözteti. A legegyszerűbb modelleket mechanikusan kapcsolják be, a modernebb változatokban pedig piezo gyújtást használnak.
Elektromos forrasztópákák
A háztartási környezetben is elterjedt forrasztóberendezés típus, amely biztonságos (a gázkészülékekhez képest) és kompakt méretű. De érdemes hangsúlyozni a hiányosságokat is. Először is, az ilyen eszközök a hálózattól függenek, ami korlátozza hatókörüket. Másodszor, az elektromos forrasztóberendezések alacsony fűtési hőmérsékletet tartanak fenn, 400-450 °C tartományban. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az energia egy része elvész az elektromosság hővé alakítása során.
A készülék kiválasztásakor figyelembe kell venni a maximális feszültséget. Tehát a műhelyekben és az iparban a szabványos 220 V-os modelleket alkalmazzák Házi körülmények között gyakran alkalmaznak 12 és 24 V-os transzformátorról üzemelő készülékeket Az elektromos forrasztópákákkal megoldható feladatok elsősorban a kisberendezések javítására, mikroáramköri érintkezők helyreállítására korlátozódnak., műanyag alkatrészek csatlakoztatása stb.
Forrasztóállomások
A kötegelt vagy soros forrasztási műveletekheztöbbfunkciós berendezés használatával. A forrasztóállomást az üzemi paraméterek beállítási lehetőségeinek széles skálája, valamint a magasabb fűtési hőmérséklet jellemzi. Elég, ha azt mondjuk, hogy az ilyen típusú készülékek 750-1000 W teljesítménnyel működnek, 220 V feszültségű hálózatokhoz csatlakoztatva. Ezek általában professzionális forrasztóberendezések, de vannak háztartási társai is. Például az otthoni csoportos műveletek eszközei tartalmazhatnak több, különböző méretű cserélhető hegyet, állványt, kiforrasztót, huzalvágót és egyéb kiegészítő tartozékokat. Most érdemes megismerkedni a forrasztási eljárások különböző technológiai megközelítéseivel.
Fő forrasztási típusok
Léteznek technikák az ízületen és a résen végzett műveletek végrehajtására. Tehát, ha a csatlakoztatott elemek közötti rés kisebb, mint 0,5 mm, akkor a forrasztás hézaggal történik. Ezen intervallum túllépése azt jelenti, hogy a kapcsolat végpontok között jön létre. Ezenkívül az illesztések különböző konfigurációjúak lehetnek - például X- és V-alakúak. A hézagforrasztás csak folyékony forraszanyaggal történik, amely működés közben a köztes zónába kerül. A szabványos tompaforrasztási módok közé tartozik a szabad hely kitöltése forraszanyaggal a gravitáció hatására.
Forrasztás osztályozása hőmérsékleti viszonyok szerint
Ma a lágy, kemény és magas hőmérsékletű forrasztást használják, amelyet főként a gyártásban és az építőiparban használnak. Az első két technika sok tekintetben hasonló – például mindkét esetben a munkavégzésa hőmérséklet 450°C és az alatti. Összehasonlításképpen, a magas hőmérsékletű csatlakozásokat legalább 600 °C-os üzemmódban, és gyakrabban - 900 °C feletti üzemmódban készítik.
Ugyanakkor az alacsony hőmérsékletű feldolgozás minőségi kapcsolatot biztosíthat. A legelőnyösebb a keményforrasz használata, amelynek köszönhetően az alkatrészek nagy szilárdsága és tűzállósága érhető el. Réz hozzáadása a réshez vagy a csatlakozáshoz szintén növeli a munkadarab rugalmasságát. Ha rugalmas és rugalmas szerkezetet kell elérni, akkor lágyforrasztást kell alkalmazni.
Forraszanyagok osztályozása
A modern forrasztóanyagok feltételesen két csoportra oszthatók:
- Olvadás alacsony hőmérsékleten.
- Olvadás magas hőmérsékleten.
Amint már említettük, az alacsony hőmérsékletű forrasztást 450°C-on és az alatti hőmérsékleten hajtják végre. Magának a forraszanyagnak az ilyen műveletekhez már 300 °C-on meg kell puhulnia. Az ilyen anyagok közé tartozik az ónötvözetek széles csoportja, cink, ólom és kadmium hozzáadásával.
A magas hőmérsékletű olvadékanyagokat 500°C körüli hőmérsékletű forrasztáshoz használják. Ezek főként rézvegyületek, amelyek nikkelt, foszfort és cinket is tartalmaznak. Fontos megjegyezni, hogy például az ón-ólom-kadmium forrasztóanyag alacsonyabb olvadáspontja mellett mechanikai szilárdságában is különbözik a rézötvözetektől. Az ellenállás és a fizikai nyomás aránya a következőképpen ábrázolható: 20-100 MPa versus 100-500 MPa.
Fluxusok típusai
Ha hőhatásnak van kitéve egy fém munkadarab felületénoxid bevonat keletkezik, amely megakadályozza a forraszanyaggal való minőségi kapcsolat kialakulását. Különféle típusú forrasztófolyasztószereket használnak az ilyen akadályok kiküszöbölésére, amelyek közül néhány a rozsda és a vízkő nyomait is megszünteti.
A folyasztószereket pusztán a forraszanyagokkal való kompatibilitás (kemény és lágy) vagy a hőállóság alapján lehet osztályozni. Például nehézfémek lágyforrasztásához F-SW11 és F-SW32 jelzésű termékeket használnak. Nehéz ötvözetek szilárd összekötéséhez F-SH1 és F-SH4 típusú forrasztófolyasztószereket használnak. A könnyűfémeket, például az alumíniumot, javasolt az F-LH1 és F-LH2 csoportba tartozó vegyületekkel előkezelni.
Indukciós keményforrasztási módszer
Ennek a forrasztási technológiának számos előnye van a klasszikus forró olvadék-illesztési módszerrel szemben. Ezek közül kiemelhető a munkadarab minimális oxidációs foka, ami bizonyos esetekben kiküszöböli a folyasztószer használatának szükségességét, valamint az alacsony vetemedési hatást. Ami a célanyagokat illeti, ezek közé tartoznak a lágy és kemény ötvözetek, valamint a műanyagos kerámiák. Például a réz optimális forraszanyaga ebben az esetben L-SN jelzéssel lesz ellátva (SB5 vagy AG5 módosítások). Az indukciós expozíció során hőenergia-forrásként mind a kézi lámpatestek, mind a megfelelő teljesítményű gépegységek működhetnek. A gyártás során generátorkészleteket is használnak, ha nagy felületű csomópontok hosszú távú forrasztására van szükség. Ezenkívül egy többhelyes induktor is szerepel a munkában, amely képesegyenként fogadja a munkadarabokat. Ezt a technológiát különösen kézi vágószerszámok készítésére használják.
Ultrahangos forrasztás
Egy másik modern csúcstechnológiás forrasztási módszer, melynek kidolgozását az elektrokémiai csatlakozási módok számos jellemző hiányosságának kiküszöbölésének szükségessége okozta. Ennek a technikának a fő jellemzője a hagyományos folyasztószer helyettesítésének képessége az oxidok eltávolításának eszközeként. A sztrippelő funkciót az ultrahanghullámok energiája látja el, ami a folyékony forrasztóanyagban kavitációs folyamatot okoz. Ugyanakkor az olvadékból származó termikus kötés feladatai teljes mértékben megmaradnak.
A technológia a csatlakozási sebesség tekintetében is jobb. Ha összehasonlítjuk az ultrahangos sugárzást az ón-ólom forrasztás hatásával, akkor a feldolgozott csomópont üregeinek összeomlásának intenzitása többszöröse lesz. A megfigyelések azt mutatják, hogy a 22,8 kHz frekvenciájú ultrahanghullámok 0,2 m/s forrasztási zárási sebességet biztosítanak.
Ennek a módszernek gazdasági előnyei is vannak. Ezek a folyasztószerek és forraszanyagok használatának megközelítésében is megváltoztak. Az elektromos készülékek gyártása során monolit kondenzátorok, áramátalakítók és egyéb eszközök összeszerelésekor széles körben alkalmazzák a palládium-, ezüst- és platinapasztákkal való fémezést. Az ultrahangos forrasztási eljárás lehetővé teszi a nemesfémek olcsóbb analógokkal való helyettesítését anélkül, hogy elveszítené a jövőbeli termék teljesítményét.
A forrasztás-hegesztés jellemzői
A forrasztás mint olyan sok hasonlóságot mutat a hagyományos hegesztési technológiákkal. Szintén alkalmazzák a munkadarabok és a harmadik féltől származó anyagok melegítését, amely befolyásolja a varrat kialakulását. De a hegesztési technikákkal összehasonlítva a keményforrasztás nem biztosítja a munkadarab szerkezetének belső megolvadását. Az alkatrészek szélei általában szilárdak maradnak, bár fűtöttek. És mégis, a munkadarab teljes megolvadása erősebb kapcsolatot biztosít. A másik dolog az, hogy egy ilyen eredmény eléréséhez erősebb berendezésekre lehet szükség. Ha folyékony forrasztóanyagot használunk rézhez, a nem kapilláris forrasztás a varrat sűrű kitöltésével teljesen megvalósítható. Ez a csatlakozási mód részben a hegesztéshez kapcsolódik, mivel növeli két vagy több munkadarab szerkezetének tapadását. A nem kapilláris forrasztás elektromos ívgépekkel vagy oxi-acetilén égővel javasolt.
Következtetés
A minőségi kötést a forrasztási folyamat során nem csak a technológia, a folyasztószeres forrasztás és a berendezések helyes megválasztása befolyásolja. Gyakran az anyagok előkészítésével és az azt követő feldolgozással kapcsolatos kis szervezési eljárások meghatározó jelentőséggel bírnak. A keményforrasz használata különösen a célfelület többlépcsős tisztítását igényli koptató csiszolással és szén-tetrakloriddal végzett vegyi behatás segítségével. A kész alkatrésznek tisztának, simának és lehetőleg egyenletesnek kell lennie. Közvetlenül a forrasztás során is ajánlott kiemelt figyelmet fordítani a munkadarabok rögzítésének módjára. Kívánatosrögzítse őket egy szorítószerszámban, de úgy, hogy az utóbbi védve legyen a vegyi és hőhatástól.
Ne feledkezzen meg a biztonságról. Az aktív fogyóeszközök – folyasztószer és forrasztóanyag – különös gondosságot igényelnek. Ezek többnyire kémiailag nem biztonságos elemek, amelyek magas hőmérsékleten mérgező anyagokat bocsáthatnak ki. Ezért munkavégzés közben legalább a bőr- és légzésvédőt védeni kell.
