Lodning af aluminium og aluminiumslegeringer

1. Loddebarhed

Lodningsegenskaberne for aluminium og aluminiumslegeringer er dårlige, primært fordi oxidfilmen på overfladen er svær at fjerne.Aluminium har stor affinitet til ilt.Det er let at danne en tæt, stabil og højtsmeltende oxidfilm Al2O3 på overfladen.Samtidig vil aluminiumslegeringer indeholdende magnesium også danne en meget stabil oxidfilm MgO.De vil alvorligt hindre befugtning og spredning af loddemetal.Og svær at fjerne.Under lodning kan lodningsprocessen kun udføres med korrekt flux.

For det andet er driften af ​​lodning af aluminium og aluminiumslegering vanskelig.Smeltepunktet for aluminium og aluminiumslegering er ikke meget forskelligt fra smeltepunktet for det anvendte slaglodningsmetal.Det valgfrie temperaturområde for lodning er meget snævert.En lidt forkert temperaturkontrol er let at forårsage overophedning eller endda smeltning af basismetallet, hvilket gør lodningsprocessen vanskelig.Nogle aluminiumslegeringer styrket ved varmebehandling vil også forårsage blødgørende fænomener såsom overældning eller udglødning på grund af opvarmning af lodning, hvilket vil reducere egenskaberne af loddede samlinger.Under flammelodning er det svært at bedømme temperaturen, fordi farven på aluminiumslegering ikke ændres under opvarmning, hvilket også øger kravene til operatørens driftsniveau.

Desuden påvirkes korrosionsbestandigheden af ​​loddede samlinger af aluminium og aluminiumslegering let af fyldningsmetaller og flusmidler.Elektrodepotentialet for aluminium og aluminiumslegering er ret forskelligt fra loddemetal, hvilket reducerer samlingens korrosionsbestandighed, især for den bløde loddesamling.Derudover har de fleste flusmidler, der anvendes til lodning af aluminium og aluminiumslegeringer, stærk korrosivitet.Selv hvis de rengøres efter lodning, vil flusmiddels indflydelse på samlingernes korrosionsbestandighed ikke blive fuldstændig elimineret.

2. Lodningsmateriale

(1) Lodning af aluminium og aluminiumslegeringer er en sjældent anvendt metode, fordi sammensætningen og elektrodepotentialet af slaglodning og uædle metaller er meget forskellige, hvilket er let at forårsage elektrokemisk korrosion af samlingen.Den bløde lodning anvender hovedsageligt zinkbaseret loddemetal og tinblylodde, som kan opdeles i lavtemperaturlodde (150 ~ 260 ℃), middeltemperaturlodde (260 ~ 370 ℃) og højtemperaturlodning (370 ~ 430 ℃) i henhold til temperaturområde.Når der anvendes blyloddetin, og kobber eller nikkel er forbelagt på aluminiumsoverfladen til lodning, kan korrosion ved samlingsgrænsefladen forhindres for at forbedre samlingens korrosionsbestandighed.

Lodning af aluminium og aluminiumslegeringer er meget udbredt, såsom filterguide, fordamper, radiator og andre komponenter.Kun aluminiumbaserede fyldmetaller kan anvendes til lodning af aluminium og aluminiumslegeringer, blandt hvilke aluminiumssilicium fyldmetaller er de mest udbredte.Det specifikke anvendelsesområde og forskydningsstyrken af ​​loddede samlinger er vist i henholdsvis tabel 8 og tabel 9.Imidlertid er smeltepunktet for dette loddemateriale tæt på basismetallets smeltepunkt, så opvarmningstemperaturen bør kontrolleres strengt og nøjagtigt under lodning for at undgå overophedning eller endda smeltning af basismetallet.

Tabel 8 anvendelsesområde for lodning af fyldmetaller til aluminium og aluminiumslegeringer

Tabel 9 forskydningsstyrke af samlinger af aluminium og aluminiumslegeringer loddet med aluminium silicium fyldmetaller

Aluminiumsiliciumloddemiddel leveres normalt i form af pulver, pasta, tråd eller ark.I nogle tilfælde anvendes lodde kompositplader med aluminium som kerne og aluminium silicium lodning som beklædning.Denne form for loddekompositplade er lavet ved hydraulisk metode og bruges ofte som en del af loddekomponenter.Under lodning smelter loddefyldningsmetallet på kompositpladen og flyder under påvirkning af kapillær og tyngdekraft for at fylde fugespalten.

(2) Flux og beskyttelsesgas til lodning af aluminium og aluminiumslegeringer, speciel flux bruges ofte til at fjerne filmen.Det organiske flusmiddel baseret på triethanolamin, såsom fs204, bruges sammen med lavtemperatur blødt lod.Fordelen ved denne flux er, at den har ringe korrosionseffekt på basismetallet, men det vil producere en stor mængde gas, som vil påvirke befugtningen og tætningen af ​​loddet.Det reaktive flusmiddel baseret på zinkchlorid, såsom fs203 og fs220a, bruges med mellemtemperatur og høj temperatur blødt loddemiddel.Det reaktive flusmiddel er stærkt ætsende, og dets rester skal fjernes efter lodning.

På nuværende tidspunkt er lodning af aluminium og aluminiumslegeringer stadig domineret af fluxfilmfjernelse.Den anvendte slaglodning omfatter chloridbaseret flusmiddel og fluoridbaseret flusmiddel.Kloridbaseret flusmiddel har en stærk evne til at fjerne oxidfilm og god flydeevne, men det har en stor ætsende effekt på basismetallet.Dens rester skal fjernes fuldstændigt efter lodning.Fluoridbaseret flusmiddel er en ny type flusmiddel, som har en god filmfjernelseseffekt og ingen korrosion på basismetal.Det har dog et højt smeltepunkt og dårlig termisk stabilitet, og kan kun bruges med aluminium silicium lodde.

Ved lodning af aluminium og aluminiumslegeringer anvendes ofte vakuum, neutral eller inert atmosfære.Når der anvendes vakuumlodning, skal vakuumgraden generelt nå størrelsesordenen 10-3pa.Når nitrogen eller argongas bruges til beskyttelse, skal dens renhed være meget høj, og dugpunktet skal være lavere end -40 ℃

3. Lodningsteknologi

Lodning af aluminium og aluminiumslegeringer stiller høje krav til rengøring af emnets overflade.For at opnå god kvalitet skal oliepletten og oxidfilmen på overfladen fjernes inden slaglodning.Fjern oliepletten på overfladen med Na2CO3 vandig opløsning ved en temperatur på 60 ~ 70 ℃ i 5 ~ 10 minutter, og skyl derefter med rent vand;Overfladeoxidfilmen kan fjernes ved at ætse med vandig NaOH-opløsning ved en temperatur på 20 ~ 40 ℃ i 2 ~ 4 minutter og derefter vaskes med varmt vand;Efter fjernelse af oliepletten og oxidfilmen på overfladen skal emnet behandles med HNO3 vandig opløsning for glans i 2 ~ 5 minutter, derefter rengøres i rindende vand og til sidst tørres.Det emne, der behandles med disse metoder, må ikke røres eller forurenes med andet snavs og skal loddes inden for 6 ~ 8 timer.Det er bedre at lodde straks, hvis det er muligt.

Lodningsmetoderne for aluminium og aluminiumslegeringer omfatter hovedsagelig flammelodning, loddekolbeslaglodning og ovnlodning.Disse metoder anvender generelt flusmiddel ved slaglodning og har strenge krav til opvarmningstemperatur og holdetid.Under flammelodning og loddekolbeslaglodning skal du undgå at opvarme fluxen direkte af varmekilden for at forhindre, at fluxen overophedes og fejler.Da aluminium kan opløses i blødt loddemetal med højt zinkindhold, bør opvarmningen stoppes, når samlingen er dannet for at undgå uædle metalkorrosion.I nogle tilfælde bruger lodning af aluminium og aluminiumslegeringer nogle gange ikke flux, men bruger ultralyds- eller skrabemetoder til at fjerne filmen.Når du bruger skrabning til at fjerne filmen til lodning, skal du først opvarme emnet til loddetemperaturen, og derefter skrabe loddedelen af ​​emnet med enden af ​​loddestangen (eller skrabeværktøjet).Mens overfladeoxidfilmen brydes, vil enden af ​​loddemetal smelte og fugte basismetallet.

Lodningsmetoder for aluminium og aluminiumslegeringer omfatter hovedsageligt flammelodning, ovnlodning, dyppelodning, vakuumlodning og gasafskærmet slaglodning.Flammelodning bruges mest til små emner og enkelt stykke produktion.For at undgå svigt af fluxen på grund af kontakten mellem urenhederne i acetylen og fluxen, når der anvendes oxyacetylenflamme, er det hensigtsmæssigt at bruge benzintrykluftsflamme med let reducerbarhed for at forhindre oxidation af basismetallet.Under specifik lodning kan lodningsfluxen og fyldmetallet placeres på det loddede sted i forvejen og opvarmes på samme tid med emnet;Emnet kan også opvarmes til loddetemperaturen først, og derefter kan loddemet dyppet med flux sendes til loddepositionen;Efter at flusmidlet og fyldmetallet er smeltet, skal varmeflammen fjernes langsomt, efter at fyldmetallet er jævnt fyldt.

Ved lodning af aluminium og aluminiumslegering i en luftovn, skal loddefyldningsmetallet være forudindstillet, og lodningsfluxen skal smeltes i destilleret vand for at fremstille en tyk opløsning med en koncentration på 50 % ~ 75 % og derefter belægges eller sprøjtes på loddeoverfladen.En passende mængde pulverloddemiddel kan også dækkes på loddemassemetal og loddeoverfladen, og derefter skal den samlede svejsning placeres i ovnen til opvarmning af lodning.For at forhindre, at basismetallet overophedes eller endda smelter, skal opvarmningstemperaturen kontrolleres nøje.

Pasta eller folielodning bruges generelt til dyppelodning af aluminium og aluminiumslegeringer.Det samlede emne skal forvarmes før lodning for at gøre dets temperatur tæt på loddetemperaturen og derefter nedsænket i loddemiddel til lodning.Under lodning skal loddetemperaturen og loddetiden være strengt kontrolleret.Hvis temperaturen er for høj, er grundmetallet let at opløse, og loddet er let at gå tabt;Hvis temperaturen er for lav, smeltes loddet ikke nok, og slaglodningshastigheden falder.Loddetemperaturen skal bestemmes i henhold til typen og størrelsen af ​​basismetallet, sammensætningen og smeltepunktet af fyldmetallet og er generelt mellem fyldmetallets liquidustemperatur og solidustemperaturen af ​​basismetallet.Emnets dyppetid i flusbadet skal sikre, at loddet kan smelte og flyde fuldt ud, og støttetiden bør ikke være for lang.Ellers kan siliciumelementet i loddemetal diffundere ind i basismetallet, hvilket gør basismetallet nær sømmen sprødt.

Ved vakuumlodning af aluminium og aluminiumslegeringer bruges metalaktivatorer ofte til at modificere overfladeoxidfilmen af ​​aluminium og sikre befugtning og spredning af loddemetal.Magnesium kan anvendes direkte på emnet i form af partikler eller indføres i loddezonen i form af damp, eller magnesium kan tilsættes til aluminiumsiliciumloddet som et legeringselement.For emnet med kompleks struktur, for at sikre den fulde effekt af magnesiumdamp på basismetallet og forbedre loddekvaliteten, træffes der ofte lokale afskærmningsprocesforanstaltninger, det vil sige, at emnet først placeres i en rustfri stålkasse (almindeligvis kendt som procesboksen), og derefter anbragt i en vakuumovn til opvarmning af lodning.Vakuumloddede samlinger af aluminium og aluminiumslegeringer har glat overflade og tætte loddede samlinger og behøver ikke at blive rengjort efter lodning;Imidlertid er vakuumloddeudstyret dyrt, og magnesiumdampen forurener ovnen alvorligt, så den skal rengøres og vedligeholdes ofte.

Ved lodning af aluminium og aluminiumslegeringer i neutral eller inert atmosfære kan magnesiumaktivator eller flusmiddel bruges til at fjerne filmen.Når magnesiumaktivator bruges til at fjerne filmen, er mængden af ​​magnesium, der kræves, meget lavere end ved vakuumlodning.Generelt er w (mg) ca. 0,2 % ~ 0,5 %.Når indholdet af magnesium er højt, vil kvaliteten af ​​fugen blive nedsat.NOCOLOK loddemetode ved hjælp af fluorflux og nitrogenbeskyttelse er en ny metode, der er udviklet hurtigt i de senere år.Da rester af flusmiddel ikke absorberer fugt og ikke er ætsende for aluminium, kan processen med at fjerne flusrester efter lodning undlades.Under beskyttelse af nitrogen skal kun en lille mængde fluorid-flux belægges, fyldmetallet kan godt fugte basismetallet, og det er nemt at opnå loddesamlinger af høj kvalitet.På nuværende tidspunkt er denne NOCOLOK loddemetode blevet brugt til masseproduktion af aluminium radiator og andre komponenter.

For aluminium og aluminiumslegering loddet med andet flusmiddel end flusmiddel skal flusmiddelresten fjernes fuldstændigt efter lodning.Resten af ​​organisk loddemiddel til aluminium kan vaskes med organiske opløsninger såsom methanol og trichlorethylen, neutraliseres med vandig natriumhydroxidopløsning og til sidst renses med varmt og koldt vand.Klorid er rester af loddemiddel til aluminium, som kan fjernes efter følgende metoder;Læg først i blød i varmt vand ved 60 ~ 80 ℃ i 10 minutter, rens forsigtigt resterne på den loddede samling med en børste, og rengør den med koldt vand;Læg det derefter i blød i 15% vandig salpetersyreopløsning i 30 minutter, og skyl det til sidst med koldt vand.