Selección material y desarrollo de proceso: Consideración dominante en ensamblar de la soldadura

Ha sido más de 20 años desde el paso del acto limpio federal del agua potable, que limitó la cantidad de plomo (Pb) en soldadura menos de 0.2% cuando la soldadura se utiliza para los circuitos de agua potables. Poco después que la legislación fue aprobada, una nueva aleación de la soldadura fue introducida a la industria de la plomería para ensamblar (Cu) de las líneas de agua potable de cobre. La aleación, que es ricos de la lata (Sn), tiene Cu en 3.0 - 5.0% gama y plata (AG) en las 0.3 - 0.7% gamas.

La aleación del Sn-AG-Cu ha ensamblado las filas de las aleaciones del gancho, del Sn94 y del Sn96 según lo enumerado en ASTM B-32, y como aleación del reemplazo para el 50Sn - uso de la soldadura 50Pb previamente en tales usos. El uso de las aleaciones del no-Pb-cojinete ha crecido perceptiblemente durante los años más allá de los conductos del agua simplemente que ensamblaban, para incluir la construcción de máquinas de hacer hielo, dispensadores del hielo del refrigerador, las fuentes de consumición y las máquinas de dispensación del jugo. Muchos fabricantes han continuado el uso de las soldaduras del Pb-cojinete, o esas soldaduras que contenían el antimonio (Sb) y el bismuto (BI), incluso en las asambleas soldadas que no vienen en contacto directo con el producto del agua o del jugo, tal como el cambiador de calor en unidades de refrigeración.

Sin importar la composición particular de la aleación, la integridad del empalme se relaciona directamente con los procesos que sueldan apropiados. El desarrollo de proceso debe dirigirse a la gerencia termal, uso del flujo, así como las asambleas pre- y post- que limpian procesos. Sin embargo, las mejores prácticas de la asamblea son solamente eficaces en empalmes correctamente diseñados. En diseño del empalme de la soldadura, si el empalme debe satisfacer tirantez de escape, conductividad termal, o requisitos de la fuerza, un objetivo del proceso que suelda es optimizar la adherencia de soldadura de la soldadura y la extensión para promover una cantidad mínima de porosidad (áreas unbonded) en la separación común entre las dos superficies de empalme.

El presente común óptimo de la separación en ese entonces que la necesidad líquida de las vueltas de la soldadura compensa los coeficientes de la extensión termal de los dos materiales de acoplamiento, la profundidad requerida del flujo de la soldadura (recorrido), y la uniformidad del uso del calor para realizar el objetivo antedicho. Una regla empírica simple es si la calefacción es uniforme, después la soldadura se dibuja a las superficies apropiadas más cercanas. Si la separación común es uniforme, después la soldadura es las superficies más calientes. En soldar automático, el diseño del accesorio para una pieza es muy importante hacia el control de la separación común debido a el nonintervention del operador durante el proceso que suelda real. El diseño del fixturing es particularmente significativo hacia el éxito de procesos automáticos puesto que su propósito es producir una gran cantidad de empalmes de la soldadura con un mínimo de desecho y de reanudación.

Los métodos Pre-assembly de la limpieza y de fundición son importantes cuando viene a la fabricación de una calidad, montaje soldado. La limpieza será rozada solamente brevemente en este artículo; sin embargo, su importancia no puede ser exagerada. Las superficies de ajuste que se ensamblarán se deben limpiar de residuos, de pinturas y de escalas orgánicos del óxido para que la soldadura las moje y extienda por. La necesidad de la limpieza pre-assembly puede ser entendida mejor reconociendo que los flujos de la soldadura no son detergentes, solvente o agentes de desengrase. En la ausencia de un procedimiento apropiado de la limpieza previa, el riesgo es extremadamente alto para un empalme de la soldadura de la calidad marginal-a-pobre, porque el flujo no puede penetrar pesado contamina capas para reaccionar con las superficies de empalme subyacentes.

Tipos de flujos

Los flujos que sueldan comerciales son señalados normalmente por uno de los tipos siguientes: flujos del ácido resina-basado, orgánico, y flujos del ácido inorgánico. El ingrediente del principio en flujos resina-basados es la resina del blanco-agua (un derivado de la savia del árbol de pino). Los flujos del ácido orgánico se componen de los compuestos tales como el ácido láctico o uno de los ácidos cítricos. Los flujos del ácido inorgánico contienen el cloruro del cinc, el cloruro de amonio, el ácido hidroclórico, el ácido sulfúrico o el ácido nítrico. Las formas estándar del flujo son soluciones líquidas, gomas y sales secas. Para la mayoría de las formas del alambre de las soldaduras del gancho y del Sn-AG-Cu, el alambre tiene una base del flujo conveniente. tal “alambre fundido supuesto de la base” permite la facilidad del uso con un alimentador del alambre y elimina la necesidad de una operación de fundición separada.

Selección de un flujo

La selección de un flujo es conducida sobre todo por la materia prima y, específicamente, por el tipo y el grueso del óxido superficial que debe ser quitado. En el caso de la tubería del Cu que ensambla, los deslustres relativamente finos son eliminados con eficacia por el uso de un flujo resina-basado. Por una parte, los óxidos en las superficies del acero inoxidable y del aluminio, aunque tiendan a ser finos, son muy tenaces (es decir, resistente al ataque químico), así requieren un flujo muy agresivo tal como un ácido inorgánico. Debe también ser entendido que el potencial existe para la corrosión latente del metal bajo con flujos de la mayor agresividad en caso que los residuos del flujo no se quiten totalmente de la pieza manufacturada.

El papel del flujo hacia la ayuda del mojado por la soldadura proviene no sólo de la reducción de los óxidos superficiales en las superficies de empalme del metal bajo y la superficie fundida de la soldadura, pero también a partir de dos otras funciones. Esas funciones son - 1) su capacidad de prevenir la oxidación adicional de las superficies del metal bajo durante la operación que suelda y - 2) su capacidad de reducir la tensión de superficie de la soldadura líquida. una tensión de superficie de una soldadura más baja mejorará las características del flujo capilar de la soldadura. La adherencia de soldadura superficial óptima y/o el flujo capilar por la soldadura, con la selección apropiada de un flujo, es un paso importante que, junto con las fases de tratamiento correctas de la soldadura, reducirá al mínimo la formación vacía y la pérdida de la fuerza debido a las superficies comunes ilimitadas.

La calefacción incorrecta es un contribuidor importante a los empalmes de la soldadura que tienen calidad marginal o mal. Este punto es verdad, con independencia de si los empalmes están hechos a mano o los procesos automatizados. El problema primario aparece ser la inhabilidad de realizar una temperatura uniforme en todas las superficies que sean suficientemente altas para que la soldadura fluya libremente para la terminación del empalme. Hay muchos factores que afectan a la distribución del calor en la región común. Generalmente, el factor pasado por alto es el del hundimiento del calor. El hundimiento del calor se presenta de diferencias en la masa física de las dos estructuras que deben ser ensambladas juntas. La masa más grande extraerá calor del revestimiento más rápido del área común que la parte más pequeña, así en subida de temperatura.

Una segunda fuente de hundimiento del calor es la conductividad termal de los metales bajos que abarcan el empalme; esta situación ocurre cuando dos porciones de dimensiones físicas nominales similares, pero de tener conductividades termales sumamente diversas, deben ser ensambladas juntas. El material con la mayor conductividad termal dibujará calor lejos del área común mucho más rápida que el material de una conductividad termal más baja.

La importancia del enfriamiento uniforme

El enfriamiento del empalme después de soldar es muy importante. Este punto está especialmente en relación con los procesos automáticos en los cuales el montaje es heated y refrescado rápidamente para cubrir las demandas de las tarifas de producción de un volumen más alto. Las tensiones termales de la unión mal hecha debido al enfriamiento no uniforme (que se puede componer por las cargas mecánicas elevadas) pueden hacer la soldadura agrietarse. Una regla empírica es alcanzar el uniforme que se refresca tanto cuanto sea posible hasta que la temperatura común haya caído por lo menos al 50% del solidus de la soldadura o de la temperatura de fusión, después un enfriamiento más rápido se puede aplicar al empalme. Para las aleaciones del gancho y del Sn-AG-Cu, este límite de la temperatura sería 93-121°C (200-250°F). El diseño del accesorio debe ser escudriñado de modo que el enfriamiento de la pieza mientras que todavía se ata al accesorio no deba generar los strsses residuales que pueden causar la deformación o agrietarse de la soldadura en el empalme.

los procedimientos de limpieza de la Poste-asamblea apuntan el retiro de los residuos del flujo para prevenir la corrosión latente del producto mientras que está en servicio. La corrosión es una preocupación especial con las piezas del Al y del magnesio, pero se debe tratar siempre para todos los materiales del substrato. La mayoría de los residuos del flujo son higroscópicos, así que significa que, durante tiempo, el flujo absorberá la humedad que apoya actividad potencial de la corrosión. También, los residuos del flujo que quedan orientados la asamblea después de soldar pueden ser perjudiciales a la adherencia de capas superficiales subsecuentes tales como pinturas o finales electrochapados.

En resumen, si un producto es soldado a mano o por procesos automatizados, los empalmes óptimos de la soldadura comienzan con las pedazo-partes correctamente diseñadas y fixturing. La limpieza Pre-assembly, la aleación de la soldadura y las selecciones del flujo, así como los horario apropiados de la calefacción (velocidad de calentamiento, punto del flujo y tarifa de enfriamiento) son los factores críticos para el flujo completo de la soldadura sobre superficies o en las separaciones comunes para un empalme vacío-libre de la soldadura. El procedimiento de limpieza de la poste-asamblea debe asegurarse de que el producto esté libre de residuos del flujo de prevenir la corrosión indeseada mientras que está en servicio.