Tecnologia de soldadura

La soldadura, com una de les tecnologies per formar juntes permanents, és una manera única de connectar una gran varietat de materials: metalls, no metalls, així com combinacions de metall amb no metalls (carboni, aliatge, acer d'alta velocitat, metalls no fèrrics i els seus aliatges: coure, alumini, aliatges durs, semiconductors, ceràmica, etc.).

La qualitat de les juntes soldades depèn en gran mesura de les operacions preparatòries: neteja de superfícies, aplicació de capes de base, col·locació del material de soldadura, pre-muntatge del producte en elements de fixació i prova del mode de soldadura.

La neteja de les superfícies ha d'assegurar l'eliminació d'òxids i contaminants grassos que impedeixen la retirada capil·lar del material de la peça de treball i de la soldadura. La neteja abans de la soldadura es realitza per dos mètodes: químic i mecànic. La neteja mecànica s'utilitza per eliminar la brutícia gruixuda (òxid, òxids, etc.), i la neteja química s'utilitza per eliminar el greix i la brutícia lleugera (eixugar amb alcohols: etil, butil, metil, mescles de neteja especials).En cas de desgreixatge químic, s'ha de tenir en compte la necessitat d'un esbandit posterior de la composició.

La neteja mecànica es realitza mitjançant un raig abrasiu (sorra, granalla) per a grans superfícies, raspalls metàl·lics, processament de torns, rectificadores. L'eliminació de la pols també és necessària després de la granallada en sec. La soldadura ha de començar tan aviat com sigui possible després de la neteja per evitar que es tornin a formar òxids.

L'aplicació de capa base s'utilitza per millorar la fluïdesa de la soldadura. Els recobriments de coure s'utilitzen més sovint. Els acers resistents a la corrosió també estan niquelats. Els recobriments de coure s'apliquen mitjançant soldadura o deposició electrolítica.

Soldar col·locat a prop del buit en forma de filferro, làmina perfilada, pasta, etc., o directament al buit. Una altra manera és alimentar la soldadura durant el procés de soldadura: manual o mecanitzada. La soldadura es fixa mitjançant encolat o soldadura.

Quan s'aplica soldadura a la bretxa, el mètode de deposició elèctrica s'utilitza àmpliament (per a estany, titani, coure, diversos aliatges). També s'utilitza la polvorització de plasma de recobriments. En la soldadura reactiva per contacte, es col·loca una làmina (o recobriment polvoritzat) a l'espai, formant un parell de contacte amb el metall de la peça.

Per protegir les superfícies que no es poden soldar, s'utilitzen «pastes stop» especials de diòxid de silici (Al2O3), grafit, òxid de zirconi i altres.

Prefixació de peces fabricades per mantenir un cert joc i posició relativa de les peces.En aquest cas, es poden utilitzar tant connexions desmuntables (muntatge en dispositius, premsat) com monocomponent (escalfament, muntatge per punt, resistència o soldadura per arc).

Dissenys per soldar juntes

Els principals paràmetres del mode de soldadura són:

• temperatura de soldadura,

• velocitat de calefacció,

• mantenint el temps

• força de pressió (per a la soldadura a pressió),

• velocitat de refredament.

La temperatura de soldadura es determina en funció del valor màxim permès per soldar aquests materials, i la soldadura es selecciona de manera que la seva temperatura líquida sigui 20-50 graus inferior a la temperatura de soldadura.

Velocitat de calefacció essencial per a peces de parets primes. Es determina empíricament.

El temps de retenció a la temperatura de soldadura també es determina empíricament a partir del fet que ha d'assegurar el procés d'humectació i estensió. Al mateix temps, no es recomana augmentar el seu valor sense raó, ja que això pot provocar l'erosió del metall de la peça per l'acció de la soldadura fosa.

L'escalfament per fondre la soldadura es pot fer de diferents maneres: manualment (utilitzant torxes, soldadors), en forns, mètodes inductius i de contacte.

Després de la soldadura, s'ha de netejar, que, per regla general, es realitza en dues etapes. El primer és l'eliminació dels residus de soldadura. El segon és pelar per eliminar les capes d'òxid formades durant el procés de soldadura de flux. El no adherir-se als residus de flux agressius pot debilitar les juntes de soldadura.

Com que la majoria dels fluxos de soldadura són solubles en aigua, la millor manera d'eliminar-los és esbandir el conjunt amb aigua calenta (50 graus o més). El millor és submergir el conjunt en aigua mentre les peces soldades encara estiguin calentes. Si cal, el flux es pot fregar lleugerament amb un raspall de filferro. Es poden utilitzar mètodes d'eliminació de flux més sofisticats (neteja ultrasònica fina) per accelerar l'exposició a l'aigua calenta o al vapor.

De vegades és necessari eliminar el flux de les parts sobreescalfades de la soldadura. En aquests casos, el flux està completament saturat d'òxids i es torna verd o negre. En aquest cas, s'ha d'eliminar amb una solució diluïda d'àcid clorhídric (concentració 25%, temperatura d'escalfament 60-70 graus, exposició 0,5 ... 2 minuts). En aquest cas, cal tenir en compte totes les precaucions quan es treballa amb àcids.

Després de netejar la soldadura dels residus de flux, s'eliminen els òxids. Els millors productes de neteja són els recomanats pel fabricant de la soldadura utilitzada per a la soldadura. També es poden utilitzar solucions àcides, però l'àcid nítric, per exemple, destrueix les soldadures de plata durant el gravat.

Després d'eliminar el flux i els òxids, les juntes soldades es poden sotmetre a una sèrie d'operacions d'acabat: polit o conservació d'oli.

Els defectes durant el procés de soldadura són similars als de soldadura: no degoteig, inclusions no metàl·liques, porus i cavitats, esquerdes. La no soldadura es pot produir quan la bretxa i la calefacció són desiguals, quan no hi ha prou humitat o no hi ha sortida de gas.

Les inclusions no metàl·liques a la junta soldada apareixen quan la soldadura interacciona amb l'oxigen contingut a l'aire, per la interacció del flux amb el metall de la peça durant un escalfament prolongat i amb una pre-neteja deficient de les superfícies. Es poden formar porus i buits amb grans buits i si la solubilitat dels gasos disminueix durant la cristal·lització de la soldadura.

Les esquerdes poden resultar de les tensions tèrmiques durant el refredament de les peces o de la formació de compostos intermetàl·lics trencadissos.

Respectant el règim de soldadura, netejant a fons i garantint un espai lliure òptim entre les peces a soldar, es redueix significativament el risc de defectes en les unions de soldadura.

Vegeu també: Punts de soldadura i cables