Vakuumsko trdo spajkanje aluminija se pogosto uporablja v industrijski proizvodnji. Kako poteka trdo spajkanje aluminija in aluminijevih zlitin? Naslednje Shanghai Nonferrous Network vam bo predstavilo metode trdega spajkanja aluminija in aluminijevih zlitin.
Vakuumsko spajkanje aluminijevih zlitin se izvaja v visokem vakuumu. Po skrbnem čiščenju je na površini aluminijeve zlitine težko oblikovati debel oksidni film v vakuumu in pogojih visoke temperature. Material za trdo spajkanje lahko zmoči površino osnovne kovine brez sredstva za spajkanje, da se doseže namen spajkanja. Temperatura vakuumskega trdega spajkanja aluminijeve zlitine je višja od likvidusne črte trdega materiala in nižja od solidusne črte osnovnega materiala. Med spajkanjem se material za trdo spajkanje stopi v tekoče stanje, medtem ko osnovni material ostane v trdnem stanju.
Vakuumsko spajkanje aluminija ima določene posebnosti v primerjavi z vakuumskim spajkanjem drugih kovin. Kovinski magnezij se pogosto uporablja kot aktivator za vakuumsko spajkanje aluminija in aluminijevih zlitin. Med kovinskimi aktivatorji, ki lahko pospešijo spajkanje aluminija, ima Mg visok parni tlak in ga je enostavno izhlapeti pod vakuumom, kar pomaga odstraniti Al2O3. Je tudi relativno poceni, zato je postal pogosto uporabljen aktivator pri vakuumskem spajkanju aluminijevih zlitin. Kovinski aktivatorji so nekateri elementi z višjim parnim tlakom in večjo afiniteto do kisika kot aluminij, kot so antimon, bizmut, magnezij itd.
Magnezij se lahko uporablja kot aktivator neposredno na obdelovancu v obliki delcev ali se vnese v območje trdega spajkanja v obliki pare ali pa se doda aluminijevemu silicijevemu spajkalnemu polnilu kot element zlitine.
Količina magnezija, dodanega polnilu za trdo spajkanje, pomembno vpliva na omočljivost polnila za trdo spajkanje. Ko se količina magnezija poveča, se poveča pretočni koeficient dodajne kovine za spajkanje. Ko pa se vsebnost magnezija poveča, dodajna kovina za trdo spajkanje okrepi tudi raztapljanje aluminija, kar je posledica tvorbe trojnega evtektika Al-Mg-Si; in če je vsebnost magnezija previsoka, je dodajno kovino za spajkanje enostavno izgubiti in poškodovati površino zvara. Glede na proizvajalca aluminijastih profilov je ωMg dodajne kovine za trdo spajkanje prednostno 1,0 %-1,5 %. Študije so pokazale, da se lahko pri dodajanju bizmuta z masnim deležem približno 0,1 % ob dodajanju magnezija dodajni kovini za trdo spajkanje iz aluminija in silicija zmanjša količina magnezija, dodanega dodajni kovini za trdo spajkanje, zmanjša površinska napetost dodajne kovine za trdo spajkanje, izboljša omočljivost in zmanjšajo se zahteve po vakuumu.
Vakuumsko spajkanje aluminija je primerno za soležne spoje, spoje tipa T in podobne spoje, ker so ti spoji bolj odprti in je oksidni film v reži enostavno odstraniti. Oksidni film v prekrivnem spoju je težje odstraniti, zato ni priporočljivo.
Razpršljivost materiala za trdo spajkanje med vakuumskim spajkanjem je slabša kot pri trdo spajkanju, zato je treba uporabiti večjo režo pri spajkanju.
Postopek vakuumskega spajkanja aluminija je v bistvu enak kot pri vakuumskem spajkanju drugih kovin. Ker pa je odstranitev filma odvisna od delovanja magnezijevega aktivatorja, se za zvare s kompleksnimi strukturami, da bi zagotovili, da matični material pridobi polno delovanje magnezijeve pare, pogosto izvajajo lokalni zaščitni dodatni procesni ukrepi, to je, da se zvar najprej postavi v škatlo iz nerjavečega jekla (skupno imenovano procesna škatla), nato pa se postavi v vakuumsko peč za segrevanje in trdo spajkanje, kar lahko znatno izboljša kakovost spajkanja. Po potrebi lahko v škatlo dodate majhno količino delcev čistega magnezija, da povečate učinek. Površina vakuumsko spajkanih aluminijastih delov je gladka, spajkanje je gosto in po spajkanju ni potrebno čiščenje.
Vakuumsko trdo spajkanje je odprlo novo pot za trdo spajkanje aluminija brez talila in izboljšalo kakovost izdelkov za spajkanje, vendar ima tudi določene pomanjkljivosti, predvsem: zapleteno opremo, visoke proizvodne stroške in zahtevno tehnologijo vzdrževanja vakuumskega sistema; magnezijeve pare se odlagajo na steno peči, toplotnoizolacijski zaslon in vakuumski sistem, kar vpliva na delovno zmogljivost opreme, ter zahteva pogosto čiščenje in vzdrževanje; temelji na sevalnem segrevanju, s počasno hitrostjo in slabo enakomernostjo, zlasti pri velikih in kompleksnih zvarih, je ta pojav pomembnejši, zato je primeren za zvarje z manjšo velikostjo in enostavnejšo strukturo.
