Vật liệu hàn là hợp kim phụ có điểm nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản. Sau khi nung nóng và nóng chảy, chúng lấp đầy các khoảng trống giao phối thông qua hoạt động mao dẫn, trải qua tương tác luyện kim với các kim loại cơ bản và đông đặc lại để tạo thành mối nối ổn định. Các hợp kim phụ này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cơ khí, linh kiện điện tử, hàng không vũ trụ, thiết bị gia dụng và thiết bị chuyển mạch điện; chúng đóng vai trò là vật tư tiêu hao thiết yếu để kiểm soát lực cản của khớp, khả năng chống rung và tuổi thọ hoạt động lâu dài. Trong quá trình sản xuất công tắc tơ, cầu dao và công tắc lưu trữ năng lượng, việc lựa chọn vật liệu hàn trực tiếp quyết định độ ổn định dẫn điện và khả năng chống hồ quang của các tiếp điểm điện hàn.
Vật liệu hàn bao gồm các thành phần cơ bản, chất ức chế điểm nóng chảy và các bộ phận làm thay đổi hiệu suất. Các thành phần cơ bản đảm bảo khả năng tương thích luyện kim với vật liệu cơ bản; chất ức chế điểm nóng chảy giữ nhiệt độ nóng chảy dưới nhiệt độ rắn của kim loại cơ bản; và các phần tử sửa đổi điều chỉnh đặc tính trải rộng và dòng chảy của hợp kim nóng chảy, cũng như hiệu suất cơ học của mối nối. Trong công nghiệp, vật liệu hàn được phân loại theo nhiệt độ nóng chảy của chúng thành chất hàn "mềm" và hợp kim hàn "cứng". Chất hàn mềm tan chảy dưới 450 độ - thường là hợp kim dựa trên thiếc hoặc bismuth - và chủ yếu được sử dụng để lắp ráp PCB và các linh kiện điện tử nhỏ, chính xác, mặc dù chúng có độ bền khớp tương đối thấp hơn. Hợp kim hàn cứng nóng chảy trên 450 độ và bao gồm các hợp kim dựa trên bạc, đồng và niken; chúng mang lại khả năng chịu tải và chịu nhiệt vượt trội, khiến chúng phù hợp với các bộ phận mang điện, dụng cụ cắt và đường ống kết cấu. Với các quy định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt, chất hàn không chì đang dần thay thế các hệ thống thiếc-chì truyền thống, bằng các hợp kim thiếc-bạc-đồng và thiếc-bismuth hiện đang đóng vai trò là giải pháp chủ đạo cho lắp ráp điện tử.
Khi đánh giá vật liệu hàn cho các ứng dụng kỹ thuật, cần ưu tiên độ ẩm, tính lưu động, độ bền của mối nối, khả năng chống ăn mòn và tính dẫn điện. Độ ẩm đề cập đến khả năng của hợp kim nóng chảy lan rộng trên bề mặt kim loại cơ bản. Mức độ lan rộng này xác định diện tích liên kết hiệu quả và bị ảnh hưởng bởi độ sạch của bề mặt kim loại cơ bản, thành phần hợp kim và các thông số gia nhiệt. Tính lưu động quyết định hiệu quả lấp đầy khoảng trống; tính lưu động không đủ có thể dẫn đến các lỗ rỗng, trong khi tính lưu động quá mức có thể dẫn đến mất hợp kim phụ. Độ bền của mối nối được xác minh thông qua thử nghiệm cắt và kéo để đảm bảo nó đáp ứng yêu cầu tải trọng của các bộ phận. Khả năng chống ăn mòn là điều cần thiết cho các bộ phận tiếp xúc với môi trường ẩm ướt hoặc phun muối, ngăn ngừa sự ăn mòn ưu tiên ở bề mặt tiếp xúc. Độ dẫn điện đặc biệt quan trọng đối với các bộ phận tiếp xúc nguồn vì sự dao động của điện trở bề mặt có thể gây ra sự tăng nhiệt độ bất thường và mất thêm điện.
Quá trình lựa chọn vật liệu bao gồm việc đánh giá kim loại cơ bản, tải trọng vận hành, nhiệt độ gia nhiệt cho phép, chi phí vật liệu và tuân thủ quy định. Kim loại cơ bản bằng thép không gỉ thường được kết hợp với các hợp kim phụ gốc bạc hoặc niken, trong khi hợp kim nhôm phù hợp nhất với các chất độn gốc nhôm. Đối với các bộ phận chịu tải theo chu kỳ hoặc điều kiện nhiệt độ cao, nên chọn hợp kim hàn chịu nhiệt và chống mỏi. Trong suốt quá trình hàn, nhiệt độ không được vượt quá nhiệt độ rắn của kim loại cơ bản để ngăn chặn sự suy giảm cấu trúc hạt của nó. Chất độn gốc bạc thích hợp cho các bộ phận yêu cầu độ dẫn điện và khả năng chống hồ quang cao - chẳng hạn như những bộ phận được sử dụng trong Bộ hàn cứng tiếp xúc bạc - mặc dù chúng có chi phí cao hơn; đối với các ứng dụng có yêu cầu về tải hoặc độ dẫn điện ít nghiêm ngặt hơn, có thể sử dụng hợp kim gốc đồng hoặc kẽm. Do việc sử dụng hợp kim hàn có chứa chì hoặc cadmium bị hạn chế bởi các quy định nên hệ thống hợp kim có độc tính thấp nên được ưu tiên cho các dự án mới.
Các quy trình hàn khác nhau đòi hỏi các dạng vật liệu phụ cụ thể. Hàn bằng ngọn lửa thường sử dụng chất độn hình que, trong khi hàn cảm ứng rất phù hợp cho chất độn dạng tấm hoặc dạng dán. Chất độn dạng dán - bao gồm bột hợp kim, môi trường mang và chất trợ dung - là lý tưởng cho dây chuyền sản xuất tự động, khối lượng lớn. Chất trợ dung được sử dụng cùng với chất độn để loại bỏ các lớp oxit khỏi bề mặt của kim loại cơ bản và hợp kim chất độn, đồng thời bảo vệ bể nóng chảy khỏi quá trình oxy hóa. Tốc độ gia nhiệt và làm mát phải phù hợp với đặc tính nhiệt của kim loại cơ bản; gia nhiệt quá nhanh có thể gây ra hiện tượng bắn tóe và biến dạng, trong khi làm nguội chậm hơn giúp giảm ứng suất dư trong mối nối, mặc dù phải trả giá bằng chu kỳ sản xuất dài hơn.
Điều kiện bảo quản phải được giữ khô ráo và sạch sẽ, vì vật liệu hàn dạng bột hoặc dạng dán có thể vón cục và mất hiệu quả nếu tiếp xúc với độ ẩm. Trước khi sử dụng trong các Linh kiện dập hàn bằng tiếp xúc điện, chất độn dạng dây phải được làm sạch để loại bỏ dầu hoặc chất gây ô nhiễm và chất độn dạng dán phải được khuấy kỹ để đảm bảo tính nhất quán đồng nhất. Vật liệu hàn đồng loại bỏ phải được thu hồi theo quy định về chất thải nguy hại; các thành phần có chứa kim loại nặng không thể bị loại bỏ bừa bãi.
Vật liệu hàn được áp dụng trên nhiều lĩnh vực công nghiệp. Ngành công nghiệp điện tử chủ yếu sử dụng chất hàn mềm làm từ thiếc để đóng gói linh kiện và kết nối mạch điện. Trong gia công cơ khí, hợp kim hàn cứng gốc đồng và niken (kim loại hàn phụ) được sử dụng để lắp ráp các dụng cụ cắt và các bộ phận kết cấu. Lĩnh vực hàng không vũ trụ phụ thuộc vào các hợp kim hàn dựa trên coban hoặc niken chịu nhiệt độ cao. Trong ngành công nghiệp thiết bị gia dụng, hàn đồng được sử dụng cho các bộ trao đổi nhiệt và vỏ máy nén. Đối với bộ tản nhiệt ô tô và các bộ phận điều khiển điện tử, các tiêu chí hiệu suất cụ thể được yêu cầu liên quan đến khả năng chống mỏi và rung của khớp.
R&D của ngành công nghiệp hiện nay tập trung vào các công thức có độc tính thấp, hợp kim hàn được gia cố bằng composite, hợp kim độn được biến đổi nano và lá hoặc miếng chêm hàn được tạo hình sẵn. Các bộ phận hàn được tạo hình sẵn và bột hàn ổn định rất phù hợp cho dây chuyền sản xuất tự động, giúp giảm thiểu sự không nhất quán có thể phát sinh do can thiệp thủ công. Việc tối ưu hóa liên tục thành phần vật liệu và sàng lọc quy trình tiếp tục làm giảm chi phí đơn vị của vật liệu hàn chất lượng cao.
Trước khi các nhóm kỹ thuật tiến hành tạo mẫu và sản xuất hàng loạt các bộ phận như công tắc hoặc công tắc tơ, họ phải thiết lập rõ ràng loại hợp kim hàn cụ thể, hệ thống từ thông, hồ sơ gia nhiệt và các tiêu chuẩn kiểm tra. Chỉ bằng cách đảm bảo sự liên kết giữa lựa chọn vật liệu, thông số quy trình và quy trình kiểm tra thì điện trở giao diện tiếp xúc mới có thể được kiểm soát một cách hiệu quả. Cách tiếp cận này giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc do xói mòn hồ quang hoặc mỏi do rung động, đảm bảo rằngLiên hệ lắp ráp bạcduy trì hiệu suất ổn định trong suốt chu kỳ chuyển đổi dài hạn.
liên hệ với chúng tôi
