การจำแนกประเภทของหัวแร้ง คุณสมบัติทางเทคนิค และคำแนะนำในการเลือก
เมื่อเลือกวัสดุประสาน คุณควรปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้:
1) อุณหภูมิหลอมเหลวของชิ้นส่วนบัดกรีจะต้องสูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะบัดกรี
2) ต้องมั่นใจว่าวัสดุฐานสามารถเปียกน้ำได้ดี
3) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุฐานและตัวประสานควรใกล้เคียงกัน
4) ความเป็นพิษของประสานต่ำที่สุด
5) การบัดกรีไม่ควรละเมิดคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุฐานและสร้างคู่กัลวานิกซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนที่รุนแรงระหว่างการใช้งาน
6) คุณสมบัติของประสานต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคและการปฏิบัติงานสำหรับการก่อสร้างโดยรวม (ความแข็งแรง, การนำไฟฟ้า, ความต้านทานการกัดกร่อน, ความต้านทานความเย็น, ฯลฯ )
7) บัดกรีที่มีช่วงเวลาการตกผลึกที่จำกัดต้องการคุณภาพของการเตรียมพื้นผิวสำหรับการบัดกรีและให้แน่ใจว่ามีช่องว่างของเส้นเลือดฝอยที่แม่นยำ ด้วยช่องว่างขนาดใหญ่ควรใช้การบัดกรีแบบคอมโพสิต
8) ตัวประสานแบบรดน้ำเองที่ไม่มีสังกะสีและโลหะอื่นที่มีความดันไอสูง เหมาะสมที่สุดสำหรับการบัดกรีแบบสุญญากาศและการบัดกรีในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซป้องกัน
9) สำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โลหะจะใช้ตัวประสานที่มีสารเติมแต่งขององค์ประกอบที่มีความสัมพันธ์ทางเคมีสูงสุด (สำหรับเซรามิกและแก้ว - กับเซอร์โคเนียม, แฮฟเนียม, อินเดียม, ไททาเนียม)
บัดกรีจำแนกตามเกณฑ์หลายประการ:
1. โดยจุดหลอมเหลว:
ก) อุณหภูมิต่ำ (Tm สูงถึง 450 องศา ขึ้นอยู่กับแกลเลียม อินเดียม ดีบุก บิสมัท สังกะสี ตะกั่ว และแคดเมียม): โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การหลอมเหลว (Tm สูงถึง 145 องศา) การหลอมเหลวต่ำ (Tm = 145 .. 450 องศา );
b) อุณหภูมิสูง (Tm มากกว่า 450 องศา ขึ้นอยู่กับทองแดง อลูมิเนียม นิกเกิล เงิน เหล็ก โคบอลต์ ไททาเนียม): การหลอมเหลวปานกลาง (Tm = 450 ... 1100 องศา) การหลอมเหลวสูง (Tm = 1100 ... 1850 องศา ), วัสดุทนไฟ (Tm มากกว่า 1850 องศา)
2. ตามประเภทของการหลอม: ละลายทั้งหมดและบางส่วน (คอมโพสิตจากสารตัวเติมที่เป็นของแข็งและส่วนที่หลอมละลายต่ำ)
3. ตามวิธีการรับบัดกรี - พร้อมและเกิดขึ้นในกระบวนการบัดกรี (การบัดกรีแบบสัมผัส - ปฏิกิริยา) ในการบัดกรีแบบรีแอกทีฟแบบสัมผัส การบัดกรีเกิดจากการหลอมโลหะฐาน สเปเซอร์ (ฟอยล์) สารเคลือบ หรือการแทนที่โลหะจากฟลักซ์
4. โดยองค์ประกอบทางเคมีหลักในองค์ประกอบของประสาน (เนื้อหามากกว่า 50%): อินเดียม, แกลเลียม, ดีบุก, แมกนีเซียม, สังกะสี, อลูมิเนียม, ทองแดง, เงิน, ทอง, นิกเกิล, โคบอลต์, เหล็ก, แมงกานีส, แพลเลเดียม, ไทเทเนียม, ไนโอเบียม เซอร์โคเนียม วานาเดียม สารประสานผสมของสองธาตุ
5. โดยวิธีการสร้างกระแส: ฟลักซ์และไหลเองประกอบด้วยลิเธียม โบรอน โพแทสเซียม ซิลิกอน โซเดียม ฟลักซ์ใช้เพื่อกำจัดออกไซด์และปกป้องขอบจากการเกิดออกซิเดชัน
6.โดยเทคโนโลยีการผลิตแบบบัดกรี: กด, วาด, ประทับ, รีด, หล่อ, เผา, อสัณฐาน, ขูด
7. ตามประเภทของการบัดกรี: Strip, Wire, Tubular, Strip, Sheet, Composite, Powder, Paste, Tablet, Embedded
ในบรรดาโลหะบัดกรีอุณหภูมิต่ำที่พบมากที่สุดคือตะกั่วบัดกรีสำหรับดีบุก (Tm = 183 องศาโดยมีปริมาณดีบุก 60%) ปริมาณดีบุกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใน 30 ... 60%, Tm = 145 ... 400 องศา เมื่อองค์ประกอบนี้มีปริมาณมากขึ้น อุณหภูมิหลอมเหลวจะลดลงและความลื่นไหลของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้น
เนื่องจากโลหะผสมของดีบุกและตะกั่วมีแนวโน้มที่จะแตกตัวและทำปฏิกิริยากับโลหะได้ไม่ดีในระหว่างการบัดกรี จึงมีการนำสารเติมแต่งโลหะผสมของสังกะสี อะลูมิเนียม เงิน แคดเมียม พลวง ทองแดง มาใช้ในส่วนประกอบของโลหะบัดกรีเหล่านี้
สารประกอบแคดเมียมช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะบัดกรี แต่เพิ่มความเป็นพิษ โลหะบัดกรีที่มีปริมาณสังกะสีสูงใช้สำหรับบัดกรีโลหะที่ไม่มีแร่เหล็ก เช่น ทองแดง อะลูมิเนียม ทองเหลือง และโลหะผสมสังกะสี ตัวประสานดีบุกทนความร้อนได้สูงถึงอุณหภูมิประมาณ 100 องศา ตะกั่ว - สูงถึง 200 องศา ตะกั่วยังกัดกร่อนอย่างรวดเร็วในภูมิอากาศเขตร้อน
สารบัดกรีที่มีอุณหภูมิต่ำสุดคือสูตรที่มีแกลเลียม (Tm = 29 °) ดีบุก-แกลเลียมบัดกรีมีค่า Tm = 20 องศา
บิสมัทบัดกรีมี Tm = 46 … 167 องศา ตัวประสานดังกล่าวจะเพิ่มปริมาณระหว่างการแข็งตัว
จุดหลอมเหลวของอินเดียมคือ 155 องศา บัดกรีอินเดียม ใช้เมื่อบัดกรีวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของอุณหภูมิต่างกัน (เช่น เหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนกับแก้วควอทซ์) เนื่องจากมีคุณสมบัติในการปั้นสูงอินเดียมมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของด่าง การนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี และความสามารถในการเปียกน้ำ
ในบรรดาโลหะบัดกรีที่อุณหภูมิสูง สารที่หลอมได้มากที่สุดคือสารประกอบที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบหลัก สารบัดกรีทองแดงใช้ในการบัดกรีเหล็กและเหล็กหล่อ นิกเกิลและโลหะผสม รวมถึงการบัดกรีในสุญญากาศ บัดกรีทองแดง-ฟอสฟอรัส (มีฟอสฟอรัสสูงถึง 7%) ใช้สำหรับการบัดกรีทองแดงแทนการบัดกรีเงิน
พวกเขามีตัวประสานทองแดงที่มีความยืดหยุ่นสูงกว่าด้วยสารเติมแต่งเงินและแมงกานีส... เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลจึงแนะนำสารเติมแต่งของนิกเกิล, สังกะสี, โคบอลต์, เหล็ก, โลหะอัลคาไล, โบรอนและซิลิกอน
ทองแดง-สังกะสีบัดกรีทนไฟได้มากกว่า (Tm มากกว่า 900 องศา โดยมีปริมาณสังกะสีสูงถึง 39%) ใช้สำหรับบัดกรีเหล็กกล้าคาร์บอนและวัสดุต่างๆ การสูญเสียสังกะสีในรูปของการระเหยจะเปลี่ยนคุณสมบัติของตัวประสานและเป็นอันตรายต่อสุขภาพเช่นเดียวกับควันของแคดเมียม เพื่อลดผลกระทบนี้ ซิลิโคนจะถูกนำเข้าสู่ตัวประสาน
หัวแร้งทองแดง-นิเกิลเหมาะสำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน ส่วนประกอบของนิกเกิลจะเพิ่ม Tm เพื่อลดความมัน ซิลิโคน โบรอน และแมงกานีสจะถูกนำเข้าสู่ตัวประสาน
ตัวประสานเงินทำในรูปแบบของระบบ «ทองแดง-เงิน» (Tm = 600 ... 860 องศา) โลหะบัดกรีประกอบด้วยสารเติมแต่งที่ช่วยลด Tm (ดีบุก แคดเมียม สังกะสี) และเพิ่มความแข็งแรงของข้อต่อ (แมงกานีสและนิกเกิล) หัวแร้งเงินเป็นแบบสากลและใช้สำหรับบัดกรีโลหะและอโลหะ
เมื่อทำการบัดกรีเหล็กทนความร้อน ให้ใช้บัดกรีสำหรับนิกเกิลจากระบบ "นิกเกิล-แมงกานีส"... นอกจากแมงกานีสแล้ว สารบัดกรีดังกล่าวยังมีสารเติมแต่งอื่นๆ ที่เพิ่มความต้านทานความร้อน: เซอร์โคเนียม, ไนโอเบียม, แฮฟเนียม, ทังสเตน, โคบอลต์, วาเนเดียม, ซิลิกอน และโบรอน
การบัดกรีอลูมิเนียมดำเนินการบัดกรีอลูมิเนียมด้วยการเติมทองแดง สังกะสี เงิน และซิลิกอนลด Tm องค์ประกอบสุดท้ายก่อให้เกิดระบบที่ทนทานต่อการกัดกร่อนมากที่สุดด้วยอะลูมิเนียม
การบัดกรีโลหะทนไฟ (โมลิบดีนัม ไนโอเบียม แทนทาลัม วาเนเดียม) ดำเนินการโดยใช้สารบัดกรีบริสุทธิ์หรือส่วนผสมที่อุณหภูมิสูงซึ่งมีพื้นฐานมาจากเซอร์โคเนียม ไทเทเนียม และวาเนเดียม การบัดกรีทังสเตนผลิตจากตัวประสานที่ซับซ้อนของระบบ "ไททาเนียม-วานาเดียม-ไนโอเบียม", "ไททาเนียม-เซอร์โคเนียม-ไนโอเบียม" ฯลฯ
คุณสมบัติของโลหะบัดกรีและองค์ประกอบทางเคมีแสดงในตารางที่ 1-6
ตารางที่ 1 ตัวประสานหลอมละลายต่ำมาก
ตารางที่ 2 คุณสมบัติของโลหะผสมที่อุณหภูมิต่ำบางชนิด
ตารางที่ 3 คุณสมบัติของบัดกรีดีบุกด้วยการเติมเงิน / ทองแดง
ตารางที่ 4 (ตอนที่ 1) คุณสมบัติของโลหะบัดกรีสำหรับดีบุกและตะกั่ว
ตารางที่ 5. คุณสมบัติของโลหะบัดกรีจากอินเดียม ตะกั่ว หรือดีบุกที่มีส่วนผสมของเงิน
เทคโนโลยีการบัดกรีไร้สารตะกั่ว: การบัดกรี SAC และกาวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า