1. Spájkovací materiál
(1)Spájkovanie uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele zahŕňa mäkké spájkovanie a tvrdé spájkovanie. Pri mäkkom spájkovaní sa bežne používa cínovo-olovnatá spájka. Zmáčavosť tejto spájky oceľou sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom cínu, preto by sa na utesnenie spojov mala používať spájka s vysokým obsahom cínu. Na rozhraní medzi cínom a oceľou sa v cínovo-olovnatej spájke môže vytvoriť vrstva intermetalickej zlúčeniny Fesn2. Aby sa zabránilo tvorbe zlúčeniny v tejto vrstve, mala by sa teplota spájkovania a čas zotrvania správne kontrolovať. Pevnosť v šmyku spojov uhlíkovej ocele spájkovaných niekoľkými typickými cínovo-olovnatými spájkami je uvedená v tabuľke 1. Spomedzi nich je pevnosť spoja spájkovaného s 50 % hmotn. (SN) najvyššia a pevnosť spoja zvareného spájkou bez antimónu je vyššia ako pevnosť spoja s antimónom.
Tabuľka 1 Pevnosť v šmyku spojov uhlíkovej ocele spájkovaných cínovou olovnatou spájkou
Pri spájkovaní uhlíkovej a nízkolegovanej ocele sa ako prídavné kovy na spájkovanie používajú najmä čistá meď, meď-zinok a striebro-meď-zinok. Čistá meď má vysoký bod topenia a počas spájkovania ľahko oxiduje základný kov. Používa sa hlavne na spájkovanie v ochrannej atmosfére plynu a vo vákuu. Treba však poznamenať, že medzera medzi spájkovanými spojmi by mala byť menšia ako 0,05 mm, aby sa predišlo problému s nevyplnením medze kvôli dobrej tekutosti medi. Spoje uhlíkovej a nízkolegovanej ocele spájkované čistou meďou majú vysokú pevnosť. Vo všeobecnosti je pevnosť v šmyku 150 ~ 215 MPa, zatiaľ čo pevnosť v ťahu sa pohybuje medzi 170 ~ 340 MPa.
V porovnaní s čistou meďou sa bod topenia medeno-zinkovej spájky znižuje v dôsledku pridania Zn. Aby sa zabránilo odparovaniu Zn počas spájkovania, je možné do medeno-zinkovej spájky pridať malé množstvo Si. Na druhej strane sa musia použiť metódy rýchleho ohrevu, ako je spájkovanie plameňom, indukčné spájkovanie a spájkovanie ponorom. Spoje uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele spájkované s prídavným kovom medi a zinku majú dobrú pevnosť a plasticitu. Napríklad pevnosť v ťahu a pevnosť v šmyku spojov uhlíkovej ocele spájkovaných spájkou b-cu62zn dosahujú 420 MPa a 290 MPa. Bod topenia strieborno-medeno-zinkovej spájky je nižší ako u medeno-zinkovej spájky, čo je vhodné na zváranie ihlou. Tento prídavný kov je vhodný na spájkovanie plameňom, indukčné spájkovanie a spájkovanie v peci uhlíkovej a nízkolegovanej ocele, ale obsah Zn by sa mal počas spájkovania v peci čo najviac znížiť a rýchlosť ohrevu by sa mala zvýšiť. Spájkovanie uhlíkovej ocele a nízkolegovanej ocele s prídavným kovom striebra a medi a zinku môže dosiahnuť spoje s dobrou pevnosťou a plasticitou. Konkrétne údaje sú uvedené v tabuľke 2.
Tabuľka 2 pevnosť spojov nízkouhlíkovej ocele spájkovaných strieborno-medeno-zinkovou spájkou
(2) Tavidlo: Na spájkovanie uhlíkovej a nízkolegovanej ocele sa používa tavidlo alebo ochranný plyn. Tavidlo sa zvyčajne určuje podľa zvoleného prídavného materiálu a metódy spájkovania. Pri použití cínovo-olovnatej spájky sa ako tavidlo alebo iné špeciálne tavidlo môže použiť zmes chloridu zinočnatého a chloridu amónneho. Zvyšky tohto tavidla sú vo všeobecnosti vysoko korozívne a spoj by sa mal po spájkovaní dôkladne vyčistiť.
Pri spájkovaní s prídavným kovom medi a zinku sa musí zvoliť tavidlo fb301 alebo fb302, teda bórax alebo zmes bóraxu a kyseliny boritej; pri spájkovaní plameňom sa ako tavidlo môže použiť aj zmes metylborátu a kyseliny mravčej, pri ktorej para B2O3 zohráva úlohu odstraňovača filmu.
Pri použití prídavného kovu na spájkovanie striebro-medeno-zinkové spájky je možné zvoliť tavivá na spájkovanie fb102, fb103 a fb104, teda zmes bóraxu, kyseliny boritej a niektorých fluoridov. Zvyšky tohto tavidla sú do určitej miery korozívne a po spájkovaní by sa mali odstrániť.
2. Technológia spájkovania
Zváraný povrch sa musí očistiť mechanickými alebo chemickými metódami, aby sa zabezpečilo úplné odstránenie oxidového filmu a organických látok. Vyčistený povrch nesmie byť príliš drsný a nesmie sa na ňom prichytávať kovová štiepka alebo iné nečistoty.
Uhlíková oceľ a nízkolegovaná oceľ sa môžu spájkovať rôznymi bežnými metódami spájkovania. Pri spájkovaní plameňom by sa mal používať neutrálny alebo mierne redukčný plameň. Počas prevádzky by sa malo čo najviac vyhnúť priamemu ohrevu prídavného materiálu a tavidla plameňom. Metódy rýchleho ohrevu, ako je indukčné spájkovanie a spájkovanie ponorom, sú veľmi vhodné na spájkovanie kalenej a popúšťanej ocele. Zároveň by sa malo kalenie alebo spájkovanie pri teplote nižšej ako popúšťanie zvoliť, aby sa zabránilo zmäknutiu základného kovu. Pri spájkovaní nízkolegovanej vysokopevnostnej ocele v ochrannej atmosfére sa vyžaduje nielen vysoká čistota plynu, ale musí sa použiť aj plynové tavidlo, aby sa zabezpečilo zmáčanie a rozotretie prídavného materiálu na povrchu základného kovu.
Zvyškové tavidlo je možné odstrániť chemickými alebo mechanickými metódami. Zvyšky organického spájkovacieho tavidla je možné utrieť alebo vyčistiť benzínom, alkoholom, acetónom a inými organickými rozpúšťadlami. Zvyšky silných korozívnych tavidl, ako je chlorid zinočnatý a chlorid amónny, sa najskôr neutralizujú vo vodnom roztoku NaOH a potom sa vyčistia horúcou a studenou vodou. Zvyšky kyseliny boritej a tavidla s kyselinou boritou sa ťažko odstraňujú a dajú sa odstrániť iba mechanickými metódami alebo dlhodobým ponorením do stúpajúcej vody.
Čas uverejnenia: 13. júna 2022