1. Soldeerbaarheid
De soldeereigenschappen van aluminium en aluminiumlegeringen zijn slecht, voornamelijk omdat de oxidefilm op het oppervlak moeilijk te verwijderen is.Aluminium heeft een grote affiniteit voor zuurstof.Het is gemakkelijk om een dichte, stabiele en hoogsmeltende oxidefilm Al2O3 op het oppervlak te vormen.Tegelijkertijd zullen magnesiumhoudende aluminiumlegeringen ook een zeer stabiele oxidefilm MgO vormen.Ze zullen de bevochtiging en verspreiding van soldeer ernstig belemmeren.En moeilijk te verwijderen.Tijdens het solderen kan het soldeerproces alleen worden uitgevoerd met de juiste flux.
Ten tweede is de werking van hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen moeilijk.Het smeltpunt van aluminium en aluminiumlegering verschilt niet veel van dat van het gebruikte soldeervulmetaal.Het optionele temperatuurbereik voor hardsolderen is erg smal.Een beetje onjuiste temperatuurregeling kan gemakkelijk oververhitting of zelfs smelten van het basismetaal veroorzaken, waardoor het soldeerproces moeilijk wordt.Sommige aluminiumlegeringen die door warmtebehandeling zijn versterkt, veroorzaken ook verwekingsverschijnselen zoals oververoudering of uitgloeien als gevolg van hardsolderen, waardoor de eigenschappen van gesoldeerde verbindingen afnemen.Tijdens vlamsolderen is het moeilijk om de temperatuur te beoordelen omdat de kleur van de aluminiumlegering niet verandert tijdens het verwarmen, wat ook de vereisten voor het bedieningsniveau van de operator verhoogt.
Bovendien wordt de corrosieweerstand van gesoldeerde verbindingen van aluminium en aluminiumlegeringen gemakkelijk beïnvloed door vulmetalen en vloeimiddelen.Het elektrodepotentiaal van aluminium en aluminiumlegering is heel anders dan dat van soldeer, wat de corrosieweerstand van de verbinding vermindert, vooral voor de zachtsoldeerverbinding.Bovendien hebben de meeste vloeimiddelen die worden gebruikt bij het hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen een sterke corrosiviteit.Zelfs als ze na het solderen worden gereinigd, zal de invloed van vloeimiddelen op de corrosieweerstand van verbindingen niet volledig worden geëlimineerd.
2. Soldeermateriaal
(1) Solderen van aluminium en aluminiumlegeringen is een zelden gebruikte methode, omdat de samenstelling en elektrodepotentiaal van soldeervulmetaal en basismetaal zeer verschillend zijn, wat gemakkelijk elektrochemische corrosie van de verbinding kan veroorzaken.Het zachtsolderen gebruikt voornamelijk op zink gebaseerd soldeer en tinloodsoldeer, dat kan worden onderverdeeld in soldeer op lage temperatuur (150 ~ 260 ), soldeer op gemiddelde temperatuur (260 ~ 370 ℃) en soldeer op hoge temperatuur (370 ~ 430 ) volgens de temperatuurbereik.Wanneer tinloodsoldeer wordt gebruikt en koper of nikkel vooraf op het aluminiumoppervlak wordt geplateerd om te solderen, kan corrosie aan de verbindingsinterface worden voorkomen, om de corrosieweerstand van de verbinding te verbeteren.
Solderen van aluminium en aluminiumlegeringen wordt veel gebruikt, zoals filtergeleider, verdamper, radiator en andere componenten.Alleen op aluminium gebaseerde vulmetalen kunnen worden gebruikt voor het hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen, waarvan aluminium-siliciumvulmetalen de meest gebruikte zijn.Het specifieke toepassingsgebied en de afschuifsterkte van gesoldeerde verbindingen worden respectievelijk weergegeven in tabel 8 en tabel 9.Het smeltpunt van dit soldeer ligt echter dicht bij dat van het basismetaal, dus de verwarmingstemperatuur moet tijdens het solderen strikt en nauwkeurig worden gecontroleerd om oververhitting of zelfs smelten van het basismetaal te voorkomen.
Tabel 8 toepassingsgebied van soldeervulmetalen voor aluminium en aluminiumlegeringen
Tabel 9 afschuifsterkte van verbindingen van aluminium en aluminiumlegeringen gesoldeerd met aluminiumsiliciumvulmetalen
Aluminium-siliciumsoldeer wordt meestal geleverd in de vorm van poeder, pasta, draad of plaat.In sommige gevallen worden composietplaten gesoldeerd met aluminium als kern en aluminiumsiliciumsoldeer als bekleding.Dit soort soldeercomposietplaat wordt gemaakt door hydraulische methode en wordt vaak gebruikt als onderdeel van soldeercomponenten.Tijdens het solderen smelt het soldeervulmetaal op de composietplaat en stroomt het onder de werking van capillair en zwaartekracht om de voegopening te vullen.
(2) Flux en beschermgas voor het solderen van aluminium en aluminiumlegeringen, speciale flux wordt vaak gebruikt om de film te verwijderen.Het organische vloeimiddel op basis van triethanolamine, zoals fs204, wordt gebruikt met zachtsoldeer op lage temperatuur.Het voordeel van dit vloeimiddel is dat het weinig corrosie-effect heeft op het basismetaal, maar het zal een grote hoeveelheid gas produceren, wat de bevochtiging en breeuwing van het soldeer zal beïnvloeden.Het reactieve vloeimiddel op basis van zinkchloride, zoals fs203 en fs220a, wordt gebruikt bij zachtsoldeer op gemiddelde temperatuur en op hoge temperatuur.Het reactieve vloeimiddel is zeer corrosief en het residu ervan moet na het solderen worden verwijderd.
Op dit moment wordt het hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen nog steeds gedomineerd door het verwijderen van fluxfilm.Het gebruikte soldeervloeimiddel omvat vloeimiddel op basis van chloride en vloeimiddel op basis van fluoride.Op chloride gebaseerde vloeimiddel heeft een sterk vermogen om oxidefilm te verwijderen en een goede vloeibaarheid, maar het heeft een groot corrosief effect op het basismetaal.Het residu moet volledig worden verwijderd na het solderen.Fluoride gebaseerde vloeimiddel is een nieuw type vloeimiddel, dat een goed filmverwijderend effect heeft en geen corrosie aan basismetaal.Het heeft echter een hoog smeltpunt en een slechte thermische stabiliteit en kan alleen worden gebruikt met aluminiumsiliciumsoldeer.
Bij het hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen wordt vaak een vacuüm, neutrale of inerte atmosfeer gebruikt.Wanneer vacuümsolderen wordt gebruikt, zal de vacuümgraad in het algemeen de orde van 10-3pa bereiken.Wanneer stikstof- of argongas wordt gebruikt voor bescherming, moet de zuiverheid ervan zeer hoog zijn en moet het dauwpunt lager zijn dan -40 ℃
3. Soldeertechnologie
Het solderen van aluminium en aluminiumlegeringen stelt hoge eisen aan het reinigen van het werkstukoppervlak.Om een goede kwaliteit te verkrijgen, moeten de olievlek en oxidefilm op het oppervlak vóór het solderen worden verwijderd.Verwijder de olievlek op het oppervlak met een waterige oplossing van Na2CO3 bij een temperatuur van 60 ~ 70 ℃ gedurende 5 ~ 10 minuten en spoel vervolgens af met schoon water;De oppervlakte-oxidefilm kan worden verwijderd door te etsen met een waterige NaOH-oplossing bij een temperatuur van 20 ~ 40 ℃ gedurende 2 ~ 4 minuten en vervolgens te wassen met heet water;Na het verwijderen van de olievlek en oxidefilm op het oppervlak, wordt het werkstuk gedurende 2 ~ 5 minuten behandeld met HNO3-waterige oplossing voor glans, vervolgens schoongemaakt in stromend water en uiteindelijk gedroogd.Het met deze methoden behandelde werkstuk mag niet worden aangeraakt of verontreinigd met ander vuil en moet binnen 6 ~ 8 uur worden gesoldeerd.Het is beter om indien mogelijk direct te solderen.
De soldeermethoden van aluminium en aluminiumlegeringen omvatten voornamelijk vlamsolderen, solderen met soldeerbout en hardsolderen in de oven.Deze methoden gebruiken over het algemeen vloeimiddel bij het solderen en stellen strikte eisen aan de verwarmingstemperatuur en houdtijd.Vermijd tijdens vlamsolderen en solderen van soldeerbout het vloeimiddel rechtstreeks door de warmtebron te verwarmen om te voorkomen dat het vloeimiddel oververhit raakt en defect raakt.Aangezien aluminium kan worden opgelost in zachtsoldeer met een hoog zinkgehalte, moet de verwarming worden gestopt zodra de verbinding is gevormd om corrosie van basismetaal te voorkomen.In sommige gevallen wordt bij het solderen van aluminium en aluminiumlegeringen soms geen vloeimiddel gebruikt, maar worden ultrasone of schrapende methoden gebruikt om de film te verwijderen.Wanneer u schrapen gebruikt om de film voor het solderen te verwijderen, verwarm dan eerst het werkstuk tot de soldeertemperatuur en schraap vervolgens het soldeergedeelte van het werkstuk met het uiteinde van de soldeerstaaf (of schraapgereedschap).Terwijl de oppervlakte-oxidefilm wordt verbroken, zal het uiteinde van het soldeer smelten en het basismetaal nat maken.
Soldeermethoden van aluminium en aluminiumlegeringen omvatten voornamelijk vlamsolderen, ovensolderen, dompelsolderen, vacuümsolderen en met gas afgeschermd hardsolderen.Vlamsolderen wordt meestal gebruikt voor kleine werkstukken en enkelstuksproductie.Om het falen van de flux te voorkomen als gevolg van het contact tussen de onzuiverheden in acetyleen en de flux bij gebruik van een oxyacetyleenvlam, is het aangewezen om een benzine-persluchtvlam te gebruiken met een lichte reduceerbaarheid om de oxidatie van het basismetaal te voorkomen.Tijdens specifiek solderen kunnen de soldeerflux en het toevoegmetaal vooraf op de soldeerplaats worden geplaatst en tegelijkertijd met het werkstuk worden verwarmd;Het werkstuk kan ook eerst tot de soldeertemperatuur worden verwarmd en vervolgens kan het met vloeimiddel gedoopte soldeer naar de soldeerpositie worden gestuurd;Nadat het vloeimiddel en het vulmetaal zijn gesmolten, wordt de verwarmingsvlam langzaam verwijderd nadat het vulmetaal gelijkmatig is gevuld.
Bij het solderen van aluminium en aluminiumlegeringen in een luchtoven, wordt het soldeervulmetaal vooraf ingesteld en wordt de soldeerflux gesmolten in gedestilleerd water om een dikke oplossing met een concentratie van 50% ~ 75% te bereiden en vervolgens gecoat of gespoten op het soldeeroppervlak.Een geschikte hoeveelheid poedersoldeervloeimiddel kan ook worden bedekt op het soldeervulmetaal en het soldeeroppervlak, en dan moet het geassembleerde laswerk in de oven worden geplaatst voor het verhitten van het solderen.Om te voorkomen dat het basismetaal oververhit of zelfs smelt, moet de verwarmingstemperatuur strikt worden gecontroleerd.
Pasta- of foliesoldeer wordt over het algemeen gebruikt voor het dompelsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen.Het geassembleerde werkstuk moet voor het solderen worden voorverwarmd om de temperatuur dicht bij de soldeertemperatuur te brengen en vervolgens ondergedompeld in soldeerflux voor het solderen.Tijdens het solderen moeten de soldeertemperatuur en de soldeertijd strikt worden gecontroleerd.Als de temperatuur te hoog is, lost het basismetaal gemakkelijk op en gaat het soldeer gemakkelijk verloren;Als de temperatuur te laag is, wordt het soldeer niet voldoende gesmolten en neemt de hardsoldeersnelheid af.De soldeertemperatuur wordt bepaald op basis van het type en de grootte van het basismetaal, de samenstelling en het smeltpunt van het vulmetaal, en ligt in het algemeen tussen de liquidustemperatuur van het vulmetaal en de solidustemperatuur van het basismetaal.De dompeltijd van het werkstuk in het fluxbad moet ervoor zorgen dat het soldeer volledig kan smelten en vloeien, en de ondersteuningstijd mag niet te lang zijn.Anders kan het siliciumelement in het soldeer in het basismetaal diffunderen, waardoor het basismetaal nabij de naad broos wordt.
Bij vacuümsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen worden vaak metaalwerkende activatoren gebruikt om de oppervlakteoxidefilm van aluminium te modificeren en de bevochtiging en verspreiding van soldeer te verzekeren.Magnesium kan direct in de vorm van deeltjes op het werkstuk worden gebruikt, of in de vorm van stoom in de soldeerzone worden gebracht, of magnesium kan als legeringselement aan het aluminiumsiliciumsoldeer worden toegevoegd.Voor het werkstuk met een complexe structuur, om het volledige effect van magnesiumdamp op het basismetaal te garanderen en de soldeerkwaliteit te verbeteren, worden vaak lokale afschermingsprocesmaatregelen genomen, dat wil zeggen dat het werkstuk eerst in een roestvrijstalen doos wordt geplaatst (gewoonlijk bekend als de procesdoos), en vervolgens in een vacuümoven geplaatst voor het verwarmen van hardsolderen.Vacuümgesoldeerde verbindingen van aluminium en aluminiumlegeringen hebben een glad oppervlak en dichte soldeerverbindingen en hoeven na het solderen niet te worden schoongemaakt;De vacuümsoldeerapparatuur is echter duur en de magnesiumdamp vervuilt de oven ernstig, dus deze moet regelmatig worden schoongemaakt en onderhouden.
Bij het hardsolderen van aluminium en aluminiumlegeringen in een neutrale of inerte atmosfeer kan magnesiumactivator of vloeimiddel worden gebruikt om de film te verwijderen.Wanneer magnesiumactivator wordt gebruikt om de film te verwijderen, is de benodigde hoeveelheid magnesium veel lager dan bij vacuümsolderen.Over het algemeen is w (mg) ongeveer 0,2% ~ 0,5%.Bij een hoog magnesiumgehalte gaat de kwaliteit van het gewricht achteruit.De NOCOLOK-soldeermethode met fluorideflux en stikstofbescherming is een nieuwe methode die de afgelopen jaren snel is ontwikkeld.Aangezien het residu van fluorideflux geen vocht absorbeert en niet corrosief is voor aluminium, kan het proces van het verwijderen van fluxresidu na hardsolderen worden weggelaten.Onder bescherming van stikstof hoeft slechts een kleine hoeveelheid fluoride flux te worden gecoat, het vulmetaal kan het basismetaal goed bevochtigen en het is gemakkelijk om hoogwaardige soldeerverbindingen te verkrijgen.Op dit moment is deze NOCOLOK-soldeermethode gebruikt bij de massaproductie van aluminium radiatoren en andere componenten.
Voor aluminium en aluminiumlegeringen die zijn gesoldeerd met een ander vloeimiddel dan fluoridevloeimiddel, moet het vloeimiddelresidu na het hardsolderen volledig worden verwijderd.Het residu van organisch soldeervloeimiddel voor aluminium kan worden gewassen met organische oplossingen zoals methanol en trichloorethyleen, geneutraliseerd met een waterige oplossing van natriumhydroxide en tenslotte gereinigd met warm en koud water.Chloride is het residu van soldeervloeimiddel voor aluminium, dat kan worden verwijderd volgens de volgende methoden;Week eerst gedurende 10 minuten in heet water van 60 ~ 80 ℃, maak het residu op de gesoldeerde verbinding voorzichtig schoon met een borstel en maak het schoon met koud water;Week het vervolgens gedurende 30 minuten in een waterige oplossing van 15% salpeterzuur en spoel het ten slotte af met koud water.
Posttijd: 13 juni-2022