Lemljenje ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika

1. Materijal za lemljenje

 (1)Lemljenje ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika uključuje meko i tvrdo lemljenje.Lem koji se široko koristi u mekom lemljenju je limeni olovni lem.Ovlažljivost ovog lema na čelik raste sa povećanjem sadržaja kalaja, pa se za zaptivanje spojeva treba koristiti lem sa visokim sadržajem kalaja.Sloj intermetalne smjese Fesn2 može se formirati na granici između kalaja i čelika u kositrenom olovnom lemu.Kako bi se izbjeglo stvaranje smjese u ovom sloju, potrebno je pravilno kontrolirati temperaturu lemljenja i vrijeme držanja.Čvrstoća na smicanje spojeva od ugljičnog čelika zalemljenih s nekoliko tipičnih limenih olovnih lemova prikazana je u tabeli 1. Među njima je čvrstoća spoja lemljena sa 50% w (SN) najveća, a čvrstoća spoja zavarenog lemom bez antimona veća je od to sa antimonom.

Tablica 1. Smična čvrstoća spojeva od ugljičnog čelika zalemljenih limenim olovnim lemom

Prilikom lemljenja ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika, uglavnom se koriste puni bakar, bakar, cink i srebrni bakar i cink.Čisti bakar ima visoku tačku topljenja i lako se oksidira osnovni metal tokom lemljenja.Uglavnom se koristi za lemljenje zaštićeno plinom i vakuumsko lemljenje.Međutim, treba imati na umu da razmak između lemljenih spojeva treba biti manji od 0,05 mm kako bi se izbjegao problem da se praznina u spoju ne može popuniti zbog dobre fluidnosti bakra.Spojevi od ugljeničnog čelika i niskolegiranog čelika lemljeni čistim bakrom imaju visoku čvrstoću.Općenito, čvrstoća na smicanje je 150 ~ 215mpa, dok je vlačna čvrstoća raspoređena između 170 ~ 340mpa.

U poređenju sa čistim bakrom, tačka topljenja bakra i cinka se smanjuje zbog dodavanja Zn.Kako bi se spriječilo isparavanje Zn tokom lemljenja, s jedne strane, mala količina Si može se dodati u bakar cink lem;S druge strane, moraju se koristiti metode brzog zagrijavanja, kao što su lemljenje plamenom, indukcijsko lemljenje i lemljenje potapanjem.Spojevi od ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika lemljeni bakar cink punilom imaju dobru čvrstoću i plastičnost.Na primjer, vlačna čvrstoća i čvrstoća na smicanje spojeva od ugljičnog čelika zalemljenih b-cu62zn lemom dostižu 420MPa i 290mpa.Tačka topljenja srebrne bakarne stanice je niža od one kod lema bakra i cinka, što je pogodno za zavarivanje iglom.Ovaj dodatni metal je pogodan za lemljenje plamenom, indukcijsko lemljenje i lemljenje u peći ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika, ali sadržaj Zn treba smanjiti što je više moguće tokom lemljenja u peći, a brzinu zagrijavanja treba povećati.Lemljenjem ugljeničnog čelika i niskolegiranog čelika sa srebrnim bakrom i cink punilom mogu se dobiti spojevi dobre čvrstoće i plastičnosti.Specifični podaci su navedeni u tabeli 2.

Tabela 2. Čvrstoća niskougljičnih čeličnih spojeva lemljenih srebrnim bakar cink lemom

(2) Fluks: fluks ili zaštitni plin koristi se za lemljenje ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika.Tok se obično određuje odabranim dodatnim metalom i metodom lemljenja.Kada se koristi limeni olovni lem, miješana tekućina cink hlorida i amonijum hlorida može se koristiti kao fluks ili drugi specijalni fluks.Ostatak ovog fluksa je općenito vrlo korozivan, a spoj treba strogo očistiti nakon lemljenja.

Prilikom lemljenja sa bakar cink punilom, bira se fluks fb301 ili fb302, odnosno boraks ili mješavina boraksa i borne kiseline;Kod plamenog lemljenja, mješavina metil borata i mravlje kiseline također se može koristiti kao fluks za lemljenje, u kojem para B2O3 igra ulogu uklanjanja filma.

Kada se koristi srebrni bakar i cink dodatak za lemljenje, mogu se odabrati fb102, fb103 i fb104 tokovi za lemljenje, odnosno mješavina boraksa, borne kiseline i nekih fluorida.Ostatak ovog fluksa je korozivan do određene mjere i treba ga ukloniti nakon lemljenja.

2. Tehnologija lemljenja

Površina koja se zavaruje mora se očistiti mehaničkim ili hemijskim metodama kako bi se osiguralo da su oksidni film i organska materija potpuno uklonjeni.Očišćena površina ne smije biti previše hrapava i ne smije se lijepiti za metalne strugotine ili drugu prljavštinu.

Ugljični čelik i niskolegirani čelik mogu se lemiti različitim uobičajenim metodama lemljenja.Za vrijeme lemljenja plamenom treba koristiti neutralan ili blago reduciran plamen.Za vrijeme rada treba izbjegavati što je više moguće direktno zagrijavanje dodatnog metala i fluksa plamenom.Metode brzog zagrijavanja kao što su indukcijsko lemljenje i lemljenje potapanjem vrlo su pogodne za lemljenje kaljenog i kaljenog čelika.Istovremeno, treba odabrati kaljenje ili lemljenje na temperaturi nižoj od temperiranja kako bi se spriječilo omekšavanje osnovnog metala.Prilikom lemljenja niskolegiranog čelika visoke čvrstoće u zaštitnoj atmosferi, ne samo da je potrebna visoka čistoća plina, već se mora koristiti i plinski fluks kako bi se osiguralo vlaženje i širenje dodatnog metala po površini osnovnog metala.

Zaostali fluks se može ukloniti hemijskim ili mehaničkim metodama.Ostaci organskog fluksa za lemljenje mogu se obrisati ili očistiti benzinom, alkoholom, acetonom i drugim organskim rastvaračima;Ostaci jakog korozivnog fluksa kao što su cink hlorid i amonijum hlorid prvo se neutrališu u vodenom rastvoru NaOH, a zatim se čiste toplom i hladnom vodom;Bornu kiselinu i ostatke fluksa borne kiseline je teško ukloniti, a mogu se riješiti samo mehaničkim metodama ili dugotrajnim uranjanjem u vodu koja se diže.