علل و تجزیه و تحلیل تغییر رنگ قطعات کار لحیم کاری خلاء

شکست تغییر رنگ قطعات کار لحیم کاری خلاء عمدتاً ناشی از واکنش اکسیداسیون است. علت اصلی، جو ناخالص در کوره (وجود ردیابی اکسیژن یا بخار آب) است که باعث ایجاد یک لایه اکسید روی سطح قطعه کار می شود.

 

I. تجزیه و تحلیل علت اصلی

1. خلوص ناکافی جو کوره (علت اصلی)

خلاء نامرغوب: بدتر شدن عملکرد پمپ خلاء (به عنوان مثال، راندمان پایین پمپ های مکانیکی یا پمپ های ریشه) یا نشت سیستم منجر به خلاء نهایی ناکافی می شود (به عنوان مثال، لحیم کاری آلومینیوم به کمتر یا مساوی 3×10-10-4 Pa نیاز دارد).

• تأثیر: فشار جزئی اکسیژن باقیمانده بیش از حد از فشار تجزیه تعادل اکسیدهای فلزی (به عنوان مثال، Al2O3، FeO) فراتر می رود و باعث ایجاد واکنش های اکسیداسیون می شود.

آلاینده های کوره:

• بخار آب: این امر از خشک شدن ناقص قطعات کار/ابزار، نشتی در لوله های آب خنک کننده کوره (مثال معمول: نشت مبدل حرارتی) و انتشار بخار آب جذب شده روی دیواره های کوره ناشی می شود.
• بخار روغن: این بخار ناشی از بازگشت روغن از پمپ انتشار است که پس از{0} ترک خوردگی در دمای بالا، جو را آلوده می کند.
• تبخیر آلی: چربی باقیمانده، عوامل تمیزکننده، اثر انگشت و غیره روی قطعه کار تجزیه می‌شوند و هیدروکربن‌ها و بخار آب تولید می‌کنند.

 

2. مسائل گاز خنک کننده

• ناخالصی نیتروژن/آرگون: خلوص<99.999%, containing excessive oxygen or moisture (e.g., dew point > -54°C to -70°C). Premature aeration during cooling (workpiece temperature > 200°C) or air inhalation due to leaky pipes.
• تأثیر: قرار گرفتن در معرض گازهای حاوی اکسیژن-در طول فاز خنک‌سازی با دمای بالا{1} باعث اکسید شدن و زرد شدن قطعه کار می‌شود (مثال رادیاتور).

 

 

3. کنترل نامناسب فرآیند

• مسائل مربوط به فلز پرکننده لحیم کاری: محتوای ناکافی منیزیم (Mg) در فلز پرکننده لحیم کاری آلومینیوم یا تبخیر زودهنگام، منجر به از بین رفتن اثر محافظتی "گیرنده" آن می شود (Mg ترجیحاً با اکسیژن واکنش می دهد).
• اشکالات منحنی فرآیند: گرمایش بیش از حد (اگزوز ناکافی در طول فاز بحرانی 300{3}}500 درجه) از حذف کافی گازهای جذب شده جلوگیری می کند. دما/بار لحیم کاری بیش از حد باعث تشدید اکسیداسیون و تبخیر منیزیم می شود. نرخ های خنک کننده نامناسب و قرار گرفتن در معرض اتمسفر ناخالص در طول فاز دمای بالا.

 

 

 

4. آلودگی مادی و عملیاتی

• پیش تصفیه ناقص: بقایای روغن مهر زنی، اثر انگشت و غیره بر روی سطح قطعه کار باقی می مانند (مستندات بر نیاز به تمیز کردن اولتراسونیک همراه با خشک کردن هوای گرم تاکید دارند). یراق آلات تمیز و خشک نشده اند یا رطوبت جذب کرده اند (لوازم لحیم کاری تخصصی مورد نیاز است).
• نشت تجهیزات: کهنه شدن مهر و موم محفظه خلاء، شیرهای شل (مانند-شیرهای خلاء بالا) و الکترودهای خنک شده با آب{1} نشتی (برای تشخیص نشت به طیف سنجی جرمی هلیوم نیاز دارد).

 

II. مکانیسم تغییر رنگ اکسیداسیون

 

• واکنش شیمیایی: هنگامی که فلزات با اکسیژن تماس پیدا می کنند، اکسید می شوند. ضخامت لایه اکسید باعث می شود تداخل نور زرد، آبی یا رنگین کمانی به نظر برسد (مثلاً زرد شدن هیت سینک های آلومینیومی).
• شرایط بحرانی: فشار جزئی اکسیژن باید کمتر از فشار تجزیه اکسید فلز باشد. در دماهای بالا، فشار جزئی گاز باقیمانده (CO/H2) بر فشار جزئی اکسیژن تأثیر می گذارد و خلاء یا آلودگی ناکافی می تواند این تعادل را مختل کند.

 

 

III. اقدامات راه حل اصلی

1. از خلوص بالا و خلوص اتمسفر در داخل کوره اطمینان حاصل کنید

• تشخیص نشت و نگهداری منظم: تشخیص نشت اسپکترومتر جرمی هلیوم (نرخ نشت کمتر یا مساوی 1×10-10 Pa·m3/s)، تعویض مهر و موم و نگهداری واحد پمپ خلاء.
• بهینه سازی فرآیند: یک پلت فرم عایق برای اگزوز کافی در 300-500 درجه اضافه کنید. قبل از لحیم کاری، خلاء پایدار کمتر یا مساوی 5×10-3 Pa را حفظ کنید. خنک به<200°C and then refill with high-purity nitrogen (dew point ≤ -70°C).

 

2. کنترل مواد و فرآیند

• انتخاب مواد پرکننده لحیم کاری: مواد پرکننده لحیم کاری خلاء مناسب-عاری از عناصر فلزی فرار. برای لحیم کاری خلاء آلیاژهای آلومینیوم، محتوای منیزیم باید کنترل شود، یا باید از ماده پرکننده بیسموت{2}}برای سرکوب تبخیر استفاده شود.
• فرآیند تمیز کردن و خشک کردن: تمیز کردن اولتراسونیک ← شستشو با آب دیونیزه ← خشک کردن با هوای داغ ← بارگیری در کوره ظرف 4 ساعت (برای جلوگیری از اکسیداسیون مجدد).

 

3. پیشگیری از آلودگی

• مدیریت ابزار: ابزار و قطعات کار باید با استانداردهای یکسان تمیز و خشک شوند. در صورت عدم استفاده به مدت 72 ساعت دوباره پخت کنید.
• دستورالعمل های عملیاتی: هنگام کار از دستکش تمیز استفاده کنید تا از آلودگی اثر انگشت جلوگیری شود.

 

IV. مطالعات موردی عملی معمولی

 

1. 1. علائم آب سفید روی دیواره کوره + نرخ افزایش فشار غیر طبیعی → نشتی در مبدل حرارتی. جوشکاری تعمیر تغییر رنگ را برطرف کرد.
2. 2. تغییر رنگ قطعه کار در حین جوشکاری محافظ گاز به دلیل خلوص نیتروژن ناکافی (نقطه شبنم -50 درجه) ← اکسیداسیون قطعه کار در هنگام خنک شدن سریع. تغییر به نیتروژن با خلوص بالا (نقطه شبنم -70 درجه) مشکل را حل کرد.
3. 3. لحیم کاری رادیاتور با افزایش بیش از حد سریع دما (500 درجه بدون عایق) ← بخار آب به طور کامل تخلیه نشده است ← زرد شدن پس از لحیم کاری.

 

خلاصه

تغییر رنگ قطعه کار در نتیجه اکسیداسیون ناشی از ترکیبی از عوامل است:

• علت مستقیم: ردیابی نفوذ اکسیژن/بخار آب به داخل کوره.
• علل ریشه ای: خرابی تجهیزات (نشت، پمپاژ ناکارآمد)، نقص طراحی فرآیند، و کنترل ناکافی آلودگی مواد.

 

*** بازرسی سیستماتیک سیستم خلاء، خلوص گاز، روش های تمیز کردن و پروفیل های فرآیند با بهینه سازی مستمر بر اساس استانداردها (مانند AMS2678A) مورد نیاز است.

 

سلب مسئولیت:
محتوای فوق از منابع در دسترس عموم در اینترنت چینی تهیه شده است که توسط این وب سایت (شرکت ما) ویرایش و ترجمه شده است. حق چاپ متعلق به نویسنده اصلی است. اگر هرگونه نقض حق چاپ رخ داد، لطفاً برای حذف با ما تماس بگیرید. در صورت وجود هر گونه اشتباه یا قسمت های نامفهوم در ترجمه، لطفاً برای تحقیق مشترک با ما تماس بگیرید.