لحیم کاری فلزات نسوز

1. لحیم کاری

انواع لحیم کاری با دمای کمتر از 3000 ℃ را می توان برای لحیم کاری W استفاده کرد و لحیم کاری های مبتنی بر مس یا نقره را می توان برای قطعات با دمای کمتر از 400 ℃ استفاده کرد.فلزات پرکننده بر پایه طلا، منگنز، منگنز، بر پایه پالادیوم یا مته معمولاً برای اجزای مورد استفاده بین 400 ℃ تا 900 ℃ استفاده می شود.برای اجزای مورد استفاده بالای 1000 ℃، بیشتر از فلزات خالص مانند Nb، Ta، Ni، Pt، PD و Mo استفاده می شود.دمای کار قطعات لحیم کاری شده با لحیم پایه پلاتین به 2150 ℃ رسیده است.اگر عملیات انتشار 1080 ℃ پس از لحیم کاری انجام شود، حداکثر دمای کار می تواند به 3038 ℃ برسد.

بیشتر لحیم‌هایی که برای لحیم کاری w استفاده می‌شوند را می‌توان برای لحیم کاری Mo، و لحیم‌های مبتنی بر مس یا نقره را می‌توان برای اجزای Mo که در دمای زیر 400 ℃ کار می‌کنند استفاده کرد.برای دستگاه های الکترونیکی و قطعات غیر ساختاری که در دمای 400 ~ 650 ℃ کار می کنند، می توان از لحیم کاری Cu Ag، Au Ni، PD Ni یا Cu Ni استفاده کرد.بر پایه تیتانیوم یا سایر فلزات پرکننده فلزی خالص با نقطه ذوب بالا می توان برای قطعاتی که در دماهای بالاتر کار می کنند استفاده کرد.لازم به ذکر است که فلزات پرکننده بر پایه منگنز، کبالت و نیکل معمولاً برای جلوگیری از تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده در اتصالات لحیم کاری توصیه نمی شوند.

هنگامی که اجزای TA یا Nb زیر 1000 ℃ استفاده می شود، می توان تزریق های مبتنی بر مس، منگنز، کبالت، تیتانیوم، نیکل، طلا و پایه پالادیوم را انتخاب کرد، از جمله Cu Au، Au Ni، PD Ni و Pt Au_ Ni و لحیم‌های Cu Sn ترشوندگی خوبی نسبت به TA و Nb دارند، درز لحیم کاری خوب و استحکام مفصل بالایی دارند.از آنجایی که فلزات پرکننده مبتنی بر نقره تمایل دارند فلزات لحیم کاری را شکننده کنند، باید تا حد امکان از آنها اجتناب شود.برای اجزای مورد استفاده بین 1000 ℃ تا 1300 ℃، فلزات خالص Ti، V، Zr یا آلیاژهای مبتنی بر این فلزات که بی نهایت جامد و مایع را با آنها تشکیل می دهند، باید به عنوان فلزات پرکننده لحیم کاری انتخاب شوند.هنگامی که دمای سرویس بالاتر است، فلز پرکننده حاوی HF را می توان انتخاب کرد.

W. جدول 13 را برای لحیم کاری فلزات پرکننده برای Mo، Ta و Nb در دمای بالا ببینید.

جدول 13 لحیم کاری فلزات پرکننده برای لحیم کاری فلزات نسوز در دمای بالا

2. تکنولوژی لحیم کاری

قبل از لحیم کاری، لازم است که اکسید روی سطح فلز نسوز را با دقت حذف کنید.می توان از سنگ زنی مکانیکی، سند بلاست، تمیز کردن اولتراسونیک یا تمیز کردن شیمیایی استفاده کرد.لحیم کاری باید بلافاصله پس از تمیز کردن انجام شود.

به دلیل شکنندگی ذاتی W، قطعات w باید با دقت در عملیات مونتاژ قطعات مورد استفاده قرار گیرند تا از شکستگی جلوگیری شود.به منظور جلوگیری از تشکیل کاربید تنگستن شکننده، باید از تماس مستقیم بین W و گرافیت اجتناب شود.پیش تنیدگی ناشی از فرآیند پیش جوشکاری یا جوشکاری باید قبل از جوشکاری حذف شود.هنگامی که دما افزایش می یابد، W بسیار آسان است.درجه خلاء باید در حین لحیم کاری به اندازه کافی بالا باشد.هنگامی که لحیم کاری در محدوده دمایی 1000 ~ 1400 ℃ انجام می شود، درجه خلاء نباید کمتر از 8 × 10-3Pa باشد. به منظور بهبود دمای ذوب مجدد و دمای سرویس اتصال، فرآیند لحیم کاری را می توان با عملیات انتشار پس از جوشکاریبه عنوان مثال، لحیم کاری b-ni68cr20si10fel برای لحیم کاری W در دمای 1180 ℃ استفاده می شود.پس از سه عملیات انتشار 1070 ℃ / 4 ساعت، 1200 ℃ / 3.5 ساعت و 1300 ℃ / 2 ساعت پس از جوشکاری، دمای سرویس اتصال لحیم کاری شده می تواند به بیش از 2200 ℃ برسد.

ضریب کوچک انبساط حرارتی باید در هنگام مونتاژ اتصال لحیم کاری شده مو در نظر گرفته شود و شکاف اتصال باید در محدوده 0.05 تا 0.13 میلی متر باشد.اگر از فیکسچر استفاده می شود، ماده ای با ضریب انبساط حرارتی کمی انتخاب کنید.تبلور مجدد مو زمانی اتفاق می افتد که لحیم کاری شعله، کوره اتمسفر کنترل شده، کوره خلاء، کوره القایی و گرمایش مقاومتی از دمای تبلور مجدد فراتر رود یا دمای تبلور مجدد به دلیل انتشار عناصر لحیم کاری کاهش یابد.بنابراین، زمانی که دمای لحیم کاری نزدیک به دمای تبلور مجدد باشد، هر چه زمان لحیم کاری کوتاهتر باشد، بهتر است.هنگام لحیم کاری بالاتر از دمای تبلور مجدد مو، زمان لحیم کاری و سرعت خنک شدن باید کنترل شود تا از ترک خوردگی ناشی از سرد شدن خیلی سریع جلوگیری شود.هنگامی که از لحیم کاری با شعله اکسی استیلن استفاده می شود، استفاده از شار مخلوط، یعنی شار لحیم کاری بورات یا نقره به همراه شار با دمای بالا حاوی فلوراید کلسیم، که می تواند محافظت خوبی داشته باشد، ایده آل است.روش به این صورت است که ابتدا لایه ای از شار لحیم کاری نقره را روی سطح Mo می پوشانیم و سپس شار با دمای بالا را پوشش می دهیم.شار لحیم کاری نقره در محدوده دمایی پایین تری فعالیت دارد و دمای فعال شار با دمای بالا می تواند به 1427 ℃ برسد.

اجزای TA یا Nb ترجیحاً تحت خلاء لحیم کاری می شوند و درجه خلاء کمتر از 1.33 × 10-2Pa نیست.اگر لحیم کاری تحت حفاظت گاز بی اثر انجام شود، ناخالصی های گاز مانند مونوکسید کربن، آمونیاک، نیتروژن و دی اکسید کربن باید به شدت حذف شوند.هنگامی که لحیم کاری یا لحیم کاری مقاومتی در هوا انجام می شود، باید از فلز پرکننده مخصوص لحیم کاری و شار مناسب استفاده شود.به منظور جلوگیری از تماس TA یا Nb با اکسیژن در دمای بالا، می توان لایه ای از مس فلزی یا نیکل را روی سطح قرار داد و عملیات بازپخت انتشاری مربوطه را انجام داد.