Analiza procesu lutowania metali szlachetnych

Metale szlachetne odnoszą się głównie do Au, Ag, Pd, Pt i innych materiałów, które mają dobrą przewodność elektryczną, przewodność cieplną, odporność na korozję i wysoką temperaturę topnienia. Są szeroko stosowane w produkcji elementów obwodu otwartego i zamkniętego w sprzęcie elektrycznym.

 

 

Charakterystyka lutowania metali szlachetnych:
Jako materiał elektrowstrząsowy metal szlachetny ma wspólną cechę małej powierzchni lutowania, co wymaga, aby lut miał dobrą odporność na uderzenia, wysoką wytrzymałość, pewną odporność na utlenianie i mógł wytrzymać atak łuku, ale nie zmienia właściwości materiału styku i parametrów elektrycznych komponentów . Ze względu na ograniczenie obszaru lutowania elektrowstrząsowego nie dopuszcza się przelewania spoiwa. Parametry procesu lutowania powinny być ściśle kontrolowane.

Do lutowania styków z metali szlachetnych można zastosować większość metod ogrzewania. Lutowanie twarde jest powszechnie stosowane w przypadku większych zespołów styków. Lutowanie indukcyjne jest odpowiednie do produkcji masowej. Lutowanie oporowe można wykonać zwykłą zgrzewarką oporową, należy jednak wybrać mniejszy prąd i dłuższy czas lutowania, jako elektrodę można zastosować blok węglowy. Lutowanie w piecu może być stosowane, gdy duża liczba elementów stykowych musi być lutowana w tym samym czasie lub gdy wiele styków jest lutowanych na jednym elemencie. Metale szlachetne są lutowane w atmosferze powszechnymi metodami. Jakość uzyskiwanych połączeń jest słaba, a lutowanie próżniowe daje w wyniku połączenia wysokiej jakości bez wpływu na sam materiał.

Dobór spoiwa do lutowania metali szlachetnych:
Luty na bazie srebra i miedzi są używane głównie do lutowania styków złota i jego stopów, które nie tylko zapewniają przewodność elektryczną spoiny lutowniczej, ale także ułatwiają jej zwilżanie. Jeśli można spełnić wymagania dotyczące przewodności złącza, można użyć lutu zawierającego Ni, Pd, Pt i inne pierwiastki. Możliwe jest również stosowanie spoiwa do lutowania twardego ze stopami niklu i kobaltu o dobrej odporności na utlenianie, takie jak spoiwo Ag-cu-Ti, w temperaturze lutowania nie wyższej niż 1000 C.

Tlenek srebra powstający na powierzchni srebra nie jest stabilny i można go łatwo zlutować. Lut Sn-Pb z wodnym roztworem chlorku cynku lub kalafonii może być stosowany jako środek lutowniczy do lutowania srebra. Lut srebrny jest często używany do lutowania twardego, z boraksem, kwasem borowym lub ich mieszaniną jako lutem. Luty na bazie srebra, takie jak B-Ag61CuIn, B-Ag59CuSn i B-Ag72Cu, są używane głównie do lutowania próżniowego srebra i jego styków ze stopu srebra.

Lutowanie styków palladowych można wykonać za pomocą łatwo formujących się rozpuszczalników na bazie złota lub niklu lub lutów na bazie srebra, miedzi lub manganu.

Szeroko stosowane są luty lutownicze z platyny i jej stopów platyny, luty na bazie srebra, miedzi, złota lub palladu. Wybrano lut B-Au70Pt30, który nie tylko nie zmienia koloru platyny, ale także może skutecznie poprawić temperaturę przetopienia oraz zwiększyć wytrzymałość i twardość złącza lutowniczego. Lut B-Ti49Cu49Be2 jest dostępny, jeśli styki platynowe mają być lutowane bezpośrednio na stopie Kovar. W przypadku styków platynowych pracujących w mediach niekorozyjnych w temperaturach nieprzekraczających 400 C preferowany powinien być lut z czystej miedzi beztlenowej o niskim koszcie i dobrych parametrach procesu.

Przed lutowaniem należy sprawdzić i wyczuć części spawane, zwłaszcza elementy stykowe. Styków wyciętych z blachy lub odciętych od listew nie wolno odkształcać przez wybijanie lub przecinanie. Powierzchnia lutowania styku utworzonego przez spęczanie, precyzyjne prasowanie i kucie musi być prosta, aby zapewnić dobry kontakt z płaską powierzchnią podpory. Powierzchnie spawanych części lub o dowolnym promieniu muszą być równomiernie dopasowane, aby zapewnić prawidłowe działanie kapilarne podczas lutowania.

Przed lutowaniem różnych styków należy usunąć warstwę tlenku na powierzchni elementu spawanego środkami chemicznymi lub mechanicznymi, a powierzchnię elementu spawanego dokładnie oczyścić benzyną lub alkoholem w celu usunięcia smaru, smaru, kurzu i brudu utrudniających zwilżanie i przepływ.

W przypadku małych spawów użyj klejów do wstępnego pozycjonowania, aby zapewnić brak przesunięcia podczas załadunku do pieca, załadunku spoiwa i innych procesów manipulacyjnych. Zastosowane kleje nie powinny szkodzić lutowaniu. W przypadku dużych spawów lub specjalnych styków pozycjonowanie zespołu należy wykonać za pomocą zacisków z wypukłościami lub rowkami stabilizującymi spaw.

Ze względu na dobrą przewodność cieplną materiałów z metali szlachetnych szybkość nagrzewania należy określić w zależności od rodzaju materiału. Szybkość chłodzenia powinna być odpowiednio kontrolowana, aby naprężenia złącza lutowniczego były równomierne. Sposób nagrzewania powinien umożliwiać jednoczesne osiągnięcie przez lutowane części temperatury lutowania. W przypadku mniejszych styków z metali szlachetnych należy unikać bezpośredniego ogrzewania i można zastosować ogrzewanie przewodzące z innymi częściami. Do styków należy przyłożyć pewien nacisk, aby utrzymać je w miejscu, podczas gdy lut topi się i przepływa. W celu zachowania sztywności zamocowań lub wsporników styków należy unikać wyżarzania i ograniczyć nagrzewanie do powierzchni lutowanej, np. poprzez regulację położenia płomienia, lutowanie indukcyjne lub oporowe. Ponadto, aby uniknąć rozpuszczania metali szlachetnych w spoiwie do lutowania twardego, można podjąć środki, takie jak kontrolowanie ilości spoiwa do lutowania, unikanie nadmiernego nagrzewania, ograniczanie czasu lutowania w temperaturze lutowania oraz równomierne rozprowadzanie ciepła.