1. Spajkalni material
(1)Spajkanje ogljikovega in nizkolegiranega jekla vključuje mehko spajkanje in trdo spajkanje. Pri mehkem spajkanju se pogosto uporablja kositrovo-svinčeva spajka. Omočljivost te spajke z jeklom se povečuje z naraščajočo vsebnostjo kositra, zato je treba za tesnjenje spojev uporabiti spajko z visoko vsebnostjo kositra. Na stiku med kositrom in jeklom se v kositrovo-svinčevi spajki lahko tvori plast intermetalne spojine Fesn2. Da bi se izognili nastanku spojine v tej plasti, je treba ustrezno nadzorovati temperaturo spajkanja in čas zadrževanja. Strižna trdnost spojev ogljikovega jekla, spajkanih z več tipičnimi kositrovo-svinčevimi spajkami, je prikazana v tabeli 1. Med njimi je trdnost spoja, spajkanega s 50 % w (SN), najvišja, trdnost spoja, varjenega s spajko brez antimona, pa je višja kot pri spajki z antimonom.
Tabela 1 strižna trdnost spojev iz ogljikovega jekla, spajkanih s kositrovo-svinčevo spajko
Pri spajkanju ogljikovega in nizkolegiranega jekla se kot polnila za spajkanje uporabljajo predvsem čisti baker, baker-cinkov in srebro-baker-cinkov spajkalni materiali. Čisti baker ima visoko tališče in med spajkanjem zlahka oksidira osnovno kovino. Uporablja se predvsem za spajkanje v zaščitni plinski atmosferi in vakuumsko spajkanje. Vendar je treba upoštevati, da mora biti razmik med spajkanimi spoji manjši od 0,05 mm, da se prepreči zapolnitev razmika zaradi dobre tekočnosti bakra. Spoji ogljikovega in nizkolegiranega jekla, spajkani s čistim bakrom, imajo visoko trdnost. Na splošno je strižna trdnost 150 ~ 215 MPa, natezna trdnost pa se giblje med 170 ~ 340 MPa.
V primerjavi s čistim bakrom se tališče bakreno-cinkovega spajka zaradi dodatka Zn zniža. Da bi preprečili izhlapevanje Zn med spajkanjem, se lahko bakreno-cinkovemu spajkanju po eni strani doda majhna količina Si; po drugi strani pa je treba uporabiti metode hitrega segrevanja, kot so spajkanje s plamenom, indukcijsko spajkanje in spajkanje s potapljanjem. Spoji ogljikovega jekla in nizkolegiranega jekla, spajkani z bakreno-cinkovim polnilom, imajo dobro trdnost in plastičnost. Na primer, natezna trdnost in strižna trdnost spojev ogljikovega jekla, spajkanih s spajko b-cu62zn, dosežeta 420 MPa oziroma 290 MPa. Tališče srebrno-bakrenega spajka je nižje od tališča bakreno-cinkovega spajka, kar je primerno za iglasto varjenje. Ta polnilo je primerno za plamensko spajkanje, indukcijsko spajkanje in spajkanje v peči ogljikovega in nizkolegiranega jekla, vendar je treba vsebnost Zn med spajkanjem v peči čim bolj zmanjšati in hitrost segrevanja povečati. Spajkanje ogljikovega in nizkolegiranega jekla s srebrno-bakreno-cinkovim polnilom lahko doseže spoje z dobro trdnostjo in plastičnostjo. Specifični podatki so navedeni v tabeli 2.
Tabela 2 Trdnost spojev z nizkoogljičnim jeklom, spajkanih s srebrno-bakreno-cinkovim spajkalnikom
(2) Fluks: za spajkanje ogljikovega in nizkolegiranega jekla se uporablja fluks ali zaščitni plin. Fluks je običajno določen z izbranim polnilom in metodo spajkanja. Pri uporabi kositrovo-svinčevega spajkanja se lahko kot fluks ali drug poseben fluks uporabi mešanica cinkovega klorida in amonijevega klorida. Ostanek tega fluksa je običajno zelo koroziven, zato je treba spoj po spajkanju temeljito očistiti.
Pri spajkanju z bakreno-cinkovo polnilno kovino je treba izbrati talilo fb301 ali fb302, to je boraks ali mešanico boraksa in borove kisline; pri plamenskem spajkanju se lahko kot talilo za spajkanje uporabi tudi mešanica metil borata in mravljinčne kisline, pri čemer hlapi B2O3 igrajo vlogo odstranjevalca filma.
Pri uporabi srebro-bakreno-cinkovega polnila za spajkanje se lahko izberejo spajkalne talila fb102, fb103 in fb104, to je mešanica boraksa, borove kisline in nekaterih fluoridov. Ostanki tega talila so do določene mere korozivni in jih je treba po spajkanju odstraniti.
2. Tehnologija spajkanja
Površino, ki jo je treba variti, je treba očistiti z mehanskimi ali kemičnimi metodami, da se zagotovi popolna odstranitev oksidnega filma in organskih snovi. Očiščena površina ne sme biti preveč hrapava in se nanjo ne smejo lepiti kovinski ostružki ali druga umazanija.
Ogljikovo in nizkolegirano jeklo se lahko spajka z različnimi običajnimi metodami spajkanja. Med spajkanjem s plamenom je treba uporabiti nevtralni ali rahlo redukcijski plamen. Med delovanjem se je treba čim bolj izogibati neposrednemu segrevanju polnilne kovine in talila s plamenom. Za spajkanje kaljenega in popuščanega jekla so zelo primerne metode hitrega segrevanja, kot sta indukcijsko spajkanje in spajkanje s potapljanjem. Hkrati je treba izbrati kaljenje ali spajkanje pri temperaturi, nižji od popuščanja, da se prepreči mehčanje osnovne kovine. Pri spajkanju nizkolegiranega visokotrdnostnega jekla v zaščitni atmosferi ni potrebna le visoka čistost plina, temveč je treba uporabiti tudi plinski talilo, da se zagotovi vlaženje in porazdelitev polnilne kovine po površini osnovne kovine.
Preostali talilo je mogoče odstraniti s kemičnimi ali mehanskimi metodami. Ostanke organskega talila za spajkanje je mogoče obrisati ali očistiti z bencinom, alkoholom, acetonom in drugimi organskimi topili; ostanke močnega korozivnega talila, kot sta cinkov klorid in amonijev klorid, je treba najprej nevtralizirati v vodni raztopini NaOH, nato pa očistiti z vročo in hladno vodo; ostanke borove kisline in talila z borovo kislino je težko odstraniti in jih je mogoče odpraviti le z mehanskimi metodami ali dolgotrajnim potopitvijo v naraščajočo vodo.
Čas objave: 13. junij 2022