Sert lehimleme, iklimlendirme ve soğutma, HVAC, otomotiv bileşenleri, ısı eşanjörleri, elektrikli ekipmanlar ve endüstriyel boru hattı imalatında yaygın olarak kullanılan bir metal birleştirme işlemidir. Bir dolgu metalini eriterek ve baz metaller arasındaki boşluğu doldurmak için kılcal etki kullanarak stabil bir bağlantı oluşturarak çalışır.
Ergitme kaynağının aksine, ana metaller genellikle sert lehimleme sırasında erimez. Bu nedenle sert lehimleme, daha az deformasyon, farklı metal birleştirmelere uygunluk ve daha iyi bağlantı görünümü gibi avantajlar sunar. Ancak malzeme seçimi, yüzey hazırlığı, derz açıklığı, ısıtma yöntemi veya proses parametreleri uygun şekilde kontrol edilmezse çeşitli lehimleme kusurları meydana gelebilir.
Yaygın lehimleme kusurları arasında zayıf bağlantılar, eksik lehimleme, zayıf dolgu metali akışı, gözeneklilik, cüruf kalıntıları, çatlaklar, aşırı ısınma, şiddetli oksidasyon, aşırı dolgu metali oluşumu ve-sonrası sızıntı yer alır. Bu sorunlar yalnızca ürünün görünümünü değil aynı zamanda bağlantı mukavemetini, sızdırmazlık performansını, elektrik iletkenliğini ve hizmet ömrünü de etkiler.
1. Zayıf Eklemler
Zayıf bağlantılar en yaygın lehimleme sorunlarından biridir. Bunlar, dolgu metalinin bağlantı yüzeyine tutunmuş gibi görünmesine rağmen ana metal ile uygun bir metalurjik bağ oluşturmadığı durumlarda ortaya çıkar. Zayıf bir bağlantının gücü düşüktür ve yük altında veya sızıntı testi sırasında başarısız olabilir.
Ana nedenler arasında yağ, oksit katmanları veya ana metal yüzeyindeki yabancı maddeler, zayıf dolgu metali ıslatma, uygun olmayan akı, yetersiz ısıtma sıcaklığı veya çok kısa ısıtma süresi yer alır. Bakır borular, çelik parçalar, paslanmaz çelik parçalar gibi malzemelerde yüzey düzgün şekilde temizlenmezse dolgu metali tam olarak yayılamaz.
Bu sorunu çözmek için ilk adım, yağı, oksitleri, nemi ve işlem kalıntılarını gidermek için-lehimleme öncesi uygun temizliktir. İkinci olarak, dolgu metali ve akı ana malzemelerle eşleşmelidir. Isıtma sırasında, sadece dolgu metalinin yüzeyde erimesi değil, bağlantı bölgesinin dolgu metali akışı için gerekli sıcaklığa ulaşması gerekir. Seri üretim için, proses stabilitesini iyileştirmek amacıyla otomatik ısıtma ve sıcaklık kontrolü tavsiye edilir.
2. Eksik Lehimleme
Eksik sert lehimleme, bağlantının bazı alanlarının dolgu metaliyle tam olarak doldurulmaması ve bunun da eksik bir bağlantıya yol açması anlamına gelir. Klima ve soğutma boru hatları, ısı eşanjörleri, valf gövdeleri ve basınçlı boru bağlantı parçaları için eksik lehimleme kolaylıkla sızıntıya neden olabilir ve ciddi bir kalite sorunudur.
Eksik sert lehimleme genellikle yetersiz dolgu metali miktarı, uygun olmayan derz açıklığı, eşit olmayan ısıtma, tıkalı dolgu metali akışı veya yanlış çalışma konumuyla ilişkilidir. Bağlantı yapısı karmaşıksa ve dolgu metali kritik boşluğa girmezse, lokal olarak eksik lehimleme meydana gelebilir.
Çözüm, bağlantı tasarımını optimize etmek ve dolgu metalinin bağlantı boşluğuna sorunsuz bir şekilde akmasını sağlamaktır. İlave metal miktarı sabit olmalı ve çok düşük olmamalıdır. Otomatik sert lehimleme ekipmanı için niceliksel tel besleme, sabit ısıtma konumları ve standartlaştırılmış fikstürler, eksik lehimlemenin azaltılmasına yardımcı olabilir. Boru hattı ürünleri için, kusurları zamanında tespit etmek amacıyla hava sızdırmazlık testi veya basınç testi de kullanılmalıdır.
3. Zayıf Dolgu Metal Akışı
Zayıf dolgu metali akışı genellikle dolgu metalinin eridiği ancak yerel bir alanda kaldığı ve bağlantı açıklığı boyunca eşit şekilde yayılamadığı anlamına gelir. Bu, eksik bağlantılara, yetersiz dayanıklılığa veya kötü görünüme yol açabilir.
Ana metal yüzeyinde şiddetli oksidasyon, başarısız akı, yetersiz ısıtma sıcaklığı, çok küçük veya çok büyük bağlantı açıklığı veya uygun olmayan dolgu metali türü gibi birçok neden vardır. Bakırdan çeliğe veya bakırdan paslanmaz çeliğe benzer olmayan metal sert lehimlemede, dolgu metali ve eritken uygun şekilde eşleşmezse, dolgu metali malzeme yüzeyinin yalnızca bir tarafında kalabilir.
Bu sorunun çözümü için ana metal cinsine göre uygun dolgu metali seçilmelidir. Örneğin, bakır-fosfor dolgu metali, bakır--bakırın-birleştirilmesi için kullanılabilirken, bakır---çeliğin birleştirilmesi genellikle özel akı ile gümüş-bazlı dolgu metali gerektirir. Aynı zamanda uygun derz açıklığı kontrol edilmeli ve ısıtma sıcaklığı dolgu metali akış aralığına ulaşmalıdır.
4. Gözeneklilik
Gözeneklilik, sert lehimli bir bağlantının içindeki veya yüzeyindeki küçük delikleri ifade eder. Özellikle soğutma sistemlerinde, basınçlı boru hatlarında ve sıvı boru hatlarında sızdırmazlık performansını ve bağlantı mukavemetini azaltır.
Gözenekliliğe genellikle yüzey kirliliği, akı kalıntısı, nemin buharlaşması, aşırı hızlı ısıtma, dolgu metalinde sıkışan gaz veya zayıf bağlantı havalandırması neden olur. İş parçası yüzeyinde yağ, nem veya temizlik maddesi kalıntısı varsa ısıtma sırasında gaz oluşabilir ve gözenekler oluşabilir.
Gözenekliliği çözmenin anahtarı, sert lehimlemeden önce uygun temizlik ve kurutmanın sağlanmasıdır. Nem kalıntısını önlemek için iş parçaları temizlendikten sonra tamamen kurutulmalıdır. Isıtma çok hızlı olmamalı, akı ve artık gazın kaçması için yeterli zaman sağlanmalıdır. Kapalı veya yarı-kapalı yapılar için, gazın derzin içinde sıkışmasını önlemek amacıyla havalandırma kanalları düşünülmelidir.
5. Cüruf Kalıntıları
Cüruf kalıntıları, lehimli bağlantının içinde eritken artıkları, oksitler veya yabancı maddeler sıkıştığında meydana gelir. Bağlantı mukavemetini ve sızdırmazlık performansını azaltırlar ve ayrıca sert lehimleme sonrasında korozyona neden olabilirler.
Cüruf kalıntıları genellikle aşırı akı, uygun olmayan akı, temizlenmemiş yüzey oksitleri, yetersiz dolgu metali akışı veya eksik-lehimleme sonrası temizlemeyle ilgilidir. Bazı flakslar yüksek sıcaklıklarda bozulabilir veya çalışma sıcaklığı aralığı uygun değilse çıkarılması zor kalıntılar oluşturabilir.
Çözüm uygun akıyı seçmek ve kullanılan miktarı kontrol etmektir. Kirliliğin bağlantıya girmesini önlemek için sert lehimlemeden önce oksit tabakaları ve pas temizlenmelidir. Sert lehimleme sonrasında aşındırıcı kalıntıların giderilmesi için ürün gereksinimlerine göre temizlik yapılmalıdır. Otomatik üretim için, aşırı veya düzensiz manuel uygulamayı önlemek amacıyla stabil flux uygulama yöntemleri kullanılabilir.
6. Çatlaklar
Sert lehim dikişinde veya ana metalin yakınında sert lehim çatlakları görünebilir. Çatlaklar bağlantının sağlamlığını ve güvenilirliğini ciddi şekilde etkiler ve sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Bunun nedenleri arasında aşırı hızlı soğuma, ana metaller arasındaki termal genleşmedeki büyük farklılıklar, bağlantı yapısındaki gerilim konsantrasyonu, uygun olmayan dolgu metali, aşırı yüksek ısıtma sıcaklığı veya kırılgan ana malzemeler yer alır. Bakır-çelik, paslanmaz çelik-bakır veya karbür-çelik gibi farklı malzemeleri birleştirirken termal genleşme farklılıklarının çatlaklara neden olma olasılığı daha yüksektir.
Çatlama sorunlarını çözmek için üç açıdan kontrol gereklidir: malzeme, yapı ve süreç. İlk olarak, farklı metallerin birleştirilmesi için uygun dolgu metalini seçin ve kırılgan bileşiklerin oluşmasını önleyin. İkinci olarak, keskin köşeleri ve stres konsantrasyonunu azaltmak için bağlantı yapısını optimize edin. Son olarak, hızlı sıcaklık değişimlerini önlemek için ısıtma ve soğutma hızını kontrol edin. Kalın-duvarlı parçalar veya yüksek-gerilmeli yapılar için ön ısıtma veya yavaş soğutma düşünülebilir.
7. Aşırı ısınma
Aşırı ısınma, ana metalin veya dolgu metalinin aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kalması anlamına gelir; bu da ciddi oksidasyona, tane irileşmesine, renk bozulmasına, deformasyona ve hatta yerel hasara neden olur. Sadece görünümü değil aynı zamanda malzeme performansını ve bağlantı kalitesini de etkiler.
Aşırı ısınmaya genellikle aşırı ısıtma sıcaklığı, çok uzun ısıtma süresi, alevin iş parçasına çok yakın olması, aşırı endüksiyon gücü veya dengesiz sıcaklık kontrolü neden olur. Aşırı ısınmanın ardından, bakır parçalarda ciddi yüzey oksidasyonu görülebilirken, çelik parçalarda kireçlenme veya mikroyapısal değişiklikler gelişebilir.
Çözüm, ısıtma sıcaklığını ve ısıtma süresini kontrol etmektir. Alevle lehimlemede, yerel aşırı ısınmayı önlemek için alev boyutu, açısı ve mesafesi ayarlanmalıdır. İndüksiyonla sert lehimlemede güç, zaman ve bobin konumu uygun şekilde ayarlanmalıdır. Otomatik ekipman için sıcaklık izleme, zaman kontrolü ve program parametre yönetimi aşırı ısınmanın azaltılmasına yardımcı olabilir.
8. Şiddetli Oksidasyon
Sert lehimleme sırasında korumanın yetersiz olması veya ısıtma süresinin çok uzun olması durumunda iş parçası yüzeyinde ciddi oksidasyon meydana gelebilir. Oksit katmanları dolgu metalinin ıslanmasını etkiler ve aynı zamanda-lehimleme sonrası görünümü ve temizliği de azaltır.
Bunun nedenleri arasında yetersiz yüzey temizliği, zayıf akı koruması, çok uzun ısıtma süresi, aşırı sıcaklık veya uygun olmayan koruyucu atmosfer sayılabilir. Oksidasyon, bakır boruların, pirinç parçaların ve paslanmaz çelik parçaların lehimlenmesinde yaygındır.
Çözüm, uygun akı veya koruyucu atmosferi seçmek ve yüksek-sıcaklıkta tutma süresini en aza indirmektir. Ön-lehimleme temizliği yağı ve oksitleri ortadan kaldıracak şekilde kapsamlı olmalıdır. Görünüm gereksinimleri yüksek olan ürünler için indüksiyonlu lehimleme, koruyucu atmosferde lehimleme veya-sert lehimleme sonrası temizleme kullanılabilir.
9. Aşırı Dolgu Metal Birikimi-
Aşırı dolgu metali birikmesi-, bağlantının dışında çok fazla dolgu metalinin birikerek düzensiz birikintiler veya topaklanmalar oluşturması anlamına gelir. "Çok fazla lehim" varmış gibi görünse de, bu mutlaka bağlantı kalitesinin iyi olduğu anlamına gelmez. Aşırı dolgu metali, iç kusurları gizleyebilir ve montajı ve görünümü etkileyebilir.
Bu sorun genellikle aşırı dolgu metali miktarından, hatalı derz açıklığından, hatalı ısıtma konumundan veya tıkalı dolgu metali akışından kaynaklanır. Dolgu metali bağlantının içine girmezse ve yalnızca dış tarafta birikirse, iç kısımda zayıf bağlantılar veya eksik lehimleme mevcut olabilir.
Çözüm, dolgu metali miktarını kontrol ederek, dolgu metalinin sadece dış yüzeyde kalmak yerine derz boşluğuna akmasını sağlamaktır. Otomatik lehimleme, niceliksel tel besleme veya önceden-yerleştirilmiş dolgu halkaları aracılığıyla dolgu metali miktarını kontrol edebilir. Aynı zamanda ısıtma konumu, dolgu metalinin bağlantı yerine akmasını sağlayacak şekilde optimize edilmelidir.
10. Sonra-Lehimleme Sızıntısı
Sert lehimleme sonrası sızıntı, iklimlendirme ve soğutma, HVAC, ısı eşanjörleri ve basınçlı boru hatlarında kaçınılması gereken en kritik sorunlardan biridir. Sızıntı, eksik sert lehimleme, gözeneklilik, çatlaklar, zayıf bağlantı noktaları, hatalı bağlantı açıklığı veya lehim alanındaki kirlenmeden kaynaklanabilir.
Sert lehimlemeden sonra sızıntı meydana geldiğinde, bunun yalnızca yeniden sert lehimlemeyle-onarılmaması gerekir. Temel neden analiz edilmelidir; aksi takdirde aynı sorun daha sonra tekrar ortaya çıkabilir.
Sert lehimleme sonrası sızıntıyı-çözmek için kontrolün kaynaktan başlaması gerekir. İlk olarak, dolgu metalinin bağlantıyı tamamen doldurabilmesi için bağlantı tasarımının makul olması gerekir. İkinci olarak, lehimleme öncesi temizlik, ısıtma sıcaklığı, dolgu metali miktarı ve soğutma işlemi uygun şekilde kontrol edilmelidir. Seri üretim için, uygun olmayan ürünleri zamanında tespit etmek ve kusur modellerini veriler aracılığıyla analiz etmek için hava sızdırmazlık testi, basınç testi veya helyum sızıntı testi kullanılmalıdır.
11. Yetersiz Bağlantı Gücü
Bazı sert lehimli bağlantılar yüzeyde eksiksiz görünebilir ancak gerçek dayanımları yetersiz olabilir, bu da bunların yük altında ayrılmasını veya çatlamasını kolaylaştırır. Bu tür bir sorun yapısal parçalarda, elektrik bağlantılarında ve basınç bileşenlerinde risklidir.
Bunun nedenleri arasında uygun olmayan dolgu metali, yetersiz bindirme uzunluğu, uygun olmayan derz açıklığı, ana metalin yetersiz ıslanması, eşit olmayan ısınma veya iç cüruf kalıntıları ve gözeneklilik yer alır.
Çözüm, ürünün çalışma koşullarına göre uygun dolgu metalini seçmek ve bağlantı yapısını optimize etmektir. Lehimli bağlantılar genellikle yeterli örtüşme alanına ihtiyaç duyar ve yalnızca çok küçük bir temas yüzeyine dayanmamalıdır. Yük-taşıyan parçalar için, bağlantı kuvvetinin gereklilikleri karşıladığını doğrulamak amacıyla çekme testleri, kesme testleri veya yorulma testleri gerçekleştirilmelidir.
12. Lehimleme Kusurları Nasıl Azaltılır
Lehimleme kusurlarını azaltmak, yalnızca operatör deneyimine dayanmak yerine eksiksiz bir proses kontrol sistemi gerektirir.
Öncelikle ana metal cinsine göre uygun dolgu metali ve fluks seçilmelidir. Farklı malzeme kombinasyonları farklı lehimleme malzemeleri gerektirir. Bakır-bakırdan-bakıra, bakır-tan-çeliğe, bakır-dan-paslanmaz çeliğe ve alüminyum-dan-bakır bağlantılarında aynı malzeme çözümü basitçe kullanılamaz.
İkincisi, bağlantı tasarımı ciddiye alınmalıdır. Uygun bağlantı açıklığı, bindirme uzunluğu ve konumlandırma yöntemi, düzgün dolgu metali akışının ve stabil bağlantı oluşumunun temelidir.
Üçüncüsü,-öncesi lehimleme temizliğinin tutarlı bir şekilde yapılması gerekir. Yağ, oksit katmanları, nem ve işlem kalıntıları dolgu metalinin ıslanmasını etkiler ve birçok sert lehimleme kusurunun temel nedenidir.
Dördüncüsü, ısıtma işleminin kontrol edilebilir olması gerekir. İster alevle lehimleme, ister indüksiyonla lehimleme, ister fırında lehimleme kullanılsın, sıcaklık, süre ve ısıtma alanı sabit kalmalıdır. Seri üretim için, otomatik lehimleme ekipmanı, parametre standardizasyonunu ve kalite tutarlılığını daha kolay bir şekilde sağlayabilir.
Son olarak denetim ve izlenebilirlik sağlanmalıdır. Görsel inceleme, boyutsal inceleme, hava sızdırmazlık testi, basınç testi ve tahrip edici numune alma, sorunların zamanında tanımlanmasına ve süreç parametrelerinin sürekli olarak optimize edilmesine yardımcı olabilir.
Çözüm
Lehimleme kusurları genellikle tek bir faktörden kaynaklanmaz; malzemelerin, yüzey hazırlığının, bağlantı yapısının, ısıtma yönteminin, dolgu metalinin miktarının ve çalışma stabilitesinin birleşik etkisinden kaynaklanır. Yaygın kusurlar arasında zayıf bağlantılar, eksik lehimleme, zayıf dolgu metali akışı, gözeneklilik, cüruf kalıntıları, çatlaklar, aşırı ısınma, ciddi oksidasyon, aşırı dolgu metali-birikimi ve lehimleme sonrası-sızıntı yer alır.
Sabit ve güvenilir lehimleme kalitesine ulaşmak için üreticilerin-önceden lehimleme temizliği, malzeme seçimi, bağlantı tasarımı, ısıtma kontrolü, otomatik ekipman ve kalite denetimi üzerinde sistematik kontrole ihtiyacı vardır. İklimlendirme ve soğutma, HVAC, otomotiv bileşenleri, ısı eşanjörleri ve elektrikli ekipman endüstrileri için istikrarlı bir sert lehimleme işlemi, ürün kalitesini iyileştirebilir, yeniden çalışmayı azaltabilir, maliyetleri düşürebilir ve seri üretim verimliliğini artırabilir.
Yüksek-hacimli üretimde, otomatik lehimleme, indüksiyonlu lehimleme, kantitatif tel besleme, özel fikstürler ve çevrimiçi denetim sistemleri, lehimleme kusurlarını azaltmanın ve ürün tutarlılığını iyileştirmenin etkili yollarıdır.
