Materialele de lipire sunt aliaje de umplutură cu puncte de topire mai mici decât cele ale metalelor de bază. La încălzire și topire, ele umplu golurile de împerechere prin acțiune capilară, suferă interacțiuni metalurgice cu metalele de bază și se solidifică pentru a forma o îmbinare stabilă. Aceste aliaje de umplutură sunt utilizate pe scară largă în producția mecanică, componente electronice, industria aerospațială, electrocasnice și aparate de comutare electrice; ele servesc ca consumabile esențiale pentru controlul rezistenței îmbinărilor, rezistenței la vibrații și duratei de viață operaționale pe termen lung. În producția de contactoare, întrerupătoare și întrerupătoare de stocare a energiei, alegerea materialului de lipire determină în mod direct stabilitatea conductibilității electrice și rezistența arcului electric a contactelor electrice de brazare.
Materialele de lipire constau din componente de bază, depresori ai punctului de topire și elemente care modifică performanța. Componentele de bază asigură compatibilitatea metalurgică cu materialele de bază; Depresorii punctului de topire mențin temperatura de topire sub temperatura de solidus a metalelor de bază; iar elementele de modificare ajustează caracteristicile de împrăștiere și curgere ale aliajului topit, precum și performanța mecanică a îmbinării. În industrie, materialele de lipire sunt clasificate în funcție de temperaturile lor de topire în lipituri „moale” și aliaje de lipire „dure”. Lipiturile moi se topesc sub 450 de grade - de obicei aliaje pe bază de staniu sau bismut - și sunt utilizate în principal pentru asamblarea PCB-urilor și componente electronice mici, de precizie, deși oferă o rezistență relativ mai mică a îmbinării. Aliajele dure de lipire se topesc peste 450 de grade și includ aliaje pe bază de argint, cupru și nichel; acestea oferă o capacitate portantă superioară și rezistență la căldură, făcându-le potrivite pentru componentele care transportă puterea, sculele de tăiere și țevile structurale. Cu reglementări de mediu din ce în ce mai stricte, lipiturile fără plumb înlocuiesc treptat sistemele tradiționale de staniu-plumb, aliajele staniu-argint-cupru și staniu-bismut servind acum ca soluții principale pentru asamblarea electronică.
Atunci când se evaluează materialele de lipire pentru aplicații de inginerie, trebuie să se acorde prioritate umectabilității, fluidității, rezistenței îmbinării, rezistenței la coroziune și conductivității electrice. Umiditatea se referă la capacitatea unui aliaj topit de a se răspândi pe suprafața unui metal de bază. Amploarea acestei întinderi determină suprafața efectivă de lipire și este influențată de curățenia suprafeței metalului de bază, de compoziția aliajului și de parametrii de încălzire. Fluiditatea determină eficacitatea umplerii golurilor; fluiditatea insuficientă poate duce la goluri, în timp ce fluiditatea excesivă poate duce la pierderea aliajului de umplutură. Rezistența îmbinării este verificată prin încercări de forfecare și tracțiune pentru a se asigura că îndeplinește cerințele de sarcină ale componentelor. Rezistența la coroziune este esențială pentru piesele expuse la medii umede sau cu pulverizare de sare, prevenind coroziunea preferențială la interfața îmbinării. Conductivitatea electrică este deosebit de critică pentru componentele de contact de putere, deoarece fluctuațiile rezistenței interfeței pot cauza creșteri anormale de temperatură și pierderi suplimentare de putere.
Procesul de selecție a materialului implică evaluarea metalului de bază, a sarcinilor operaționale, a temperaturilor admisibile de încălzire, a costurilor materialelor și a conformității cu reglementările. Metalele de bază din oțel inoxidabil sunt de obicei asociate cu aliaje de umplutură pe bază de argint sau nichel, în timp ce aliajele de aluminiu se potrivesc cel mai bine cu materiale de umplutură pe bază de aluminiu. Pentru componentele supuse încărcărilor ciclice sau condițiilor de temperatură ridicată, trebuie selectate aliaje de lipire rezistente la căldură și rezistente la oboseală. Pe tot parcursul procesului de lipire, temperatura nu trebuie să depășească temperatura solidus a metalului de bază pentru a preveni degradarea structurii sale granulare. Umpluturile pe bază de argint sunt potrivite pentru componentele care necesită conductivitate electrică ridicată și rezistență la arc - cum ar fi cele utilizate în ansamblul de lipire dur cu contact cu argint - deși au un cost mai mare; pentru aplicații cu cerințe de încărcare sau conductivitate mai puțin stricte, pot fi utilizate în schimb aliaje pe bază de cupru sau zinc. Deoarece utilizarea aliajelor de lipire care conțin plumb sau cadmiu este restricționată de reglementări, sistemele de aliaje cu toxicitate scăzută ar trebui să aibă prioritate pentru proiectele noi.
Diferite procese de lipire necesită forme specifice de material de umplutură. Lipirea cu flacără utilizează de obicei materiale de umplutură în formă de tijă, în timp ce lipirea prin inducție este potrivită pentru materiale de umplutură sub formă de foi sau pastă. Umpluturi sub formă de pastă - compuse din pulbere de aliaj, un mediu purtător și flux - sunt ideale pentru liniile de producție automate de mare volum. Fluxul este utilizat împreună cu umplutura pentru a îndepărta straturile de oxid de pe suprafețele metalului de bază și ale aliajului de umplutură, protejând în același timp bazinul topit de oxidare. Ratele de încălzire și răcire trebuie să fie aliniate cu proprietățile termice ale metalului de bază; încălzirea prea rapidă poate provoca stropi și deformare, în timp ce răcirea mai lentă ajută la reducerea tensiunii reziduale în îmbinare, deși cu prețul unui ciclu de producție mai lung.
Condițiile de depozitare trebuie menținute uscate și curate, deoarece materialele de lipire sub formă de pulbere sau pastă se pot aglomera și își pot pierde eficacitatea dacă sunt expuse la umiditate. Înainte de utilizare în componentele de ștanțare lipite cu contact electric, materialele de umplutură în formă de sârmă trebuie curățate pentru a îndepărta orice ulei sau contaminanți, iar materialele de umplutură sub formă de pastă trebuie amestecate bine pentru a asigura o consistență uniformă. Materialele de lipire casate trebuie recuperate în conformitate cu reglementările privind deșeurile periculoase; componentele care conțin metale grele nu pot fi aruncate fără discriminare.
Materialele de lipire sunt aplicate într-o gamă variată de sectoare industriale. Industria electronică utilizează în principal lipituri moi pe bază de staniu pentru ambalarea componentelor și interconexiunile circuitelor. În prelucrarea mecanică, aliajele dure de brazare pe bază de cupru și nichel (metale de umplutură pentru brazare) sunt folosite pentru asamblarea sculelor de tăiere și a componentelor structurale. Sectorul aerospațial se bazează pe aliaje de lipire pe bază de cobalt sau nichel, rezistente la temperaturi ridicate. În industria electrocasnicelor, lipirea este utilizată pentru schimbătoarele de căldură și carcasele compresoarelor. Pentru radiatoarele auto și componentele electronice de control sunt impuse criterii de performanță specifice privind rezistența îmbinărilor la oboseală termică și vibrații.
Cercetarea și dezvoltarea din industria actuală se concentrează pe formulări cu toxicitate scăzută, aliaje de lipire armate cu compozit, aliaje de umplutură nanomodificate și folii de lipire sau lame de lipire preformate. Elementele de lipire preformate și pastele de lipire stabile sunt potrivite pentru liniile de producție automate, ajutând la minimizarea inconsecvențelor care ar putea apărea în urma intervenției manuale. Optimizarea continuă a compoziției materialelor și rafinarea procesului continuă să reducă costul unitar al materialelor de lipire de înaltă calitate.
Înainte ca echipele de inginerie să continue cu prototiparea și producția în masă a componentelor, cum ar fi întrerupătoarele sau contactoarele, acestea trebuie să stabilească definitiv gradul specific al aliajului de lipit, sistemul de flux, profilul de încălzire și standardele de inspecție. Numai prin asigurarea alinierii selecției materialelor, a parametrilor de proces și a protocoalelor de inspecție poate fi controlată eficient rezistența interfeței de contact. Această abordare atenuează riscul de defecțiune cauzat de eroziunea arcului sau de oboseală indusă de vibrații, asigurând căAnsambluri brazate cu contact cu argintmenține performanța stabilă pe parcursul ciclurilor de comutare pe termen lung.
contactaţi-ne
