niektóre lutowania występują w postaci trójfoli, laminowanych folii z metalu nośnego pokrytego warstwą lutowania z każdej strony. Centralnym metalem jest często miedź; jego rolą jest działanie jako nośnik stopu, pochłanianie naprężeń mechanicznych spowodowanych np. różną rozszerzalnością cieplną różnych materiałów (np. końcówka z węglika i uchwyt stalowy) oraz działanie jako bariera dyfuzyjna (np. zatrzymanie dyfuzji aluminium z brązu aluminiowego na stal podczas lutowania tych dwóch).
stopy Lutowniczedytuj
stopy lutownicze tworzą kilka odrębnych grup; stopy z tej samej grupy mają podobne właściwości i zastosowania.
- czyste metale
niestopowe. Często metale szlachetne-srebro, złoto, pallad.
- Ag-Cu
srebro-miedź. Dobre właściwości topienia. Srebro zwiększa przepływ. Stop eutektyczny stosowany do lutowania piecowego. Stopy bogate w miedź podatne na pękanie naprężeniowe przez amoniak.
- Ag-Zn
srebro-cynk. Podobny do Cu-Zn, stosowany w biżuterii ze względu na wysoką zawartość srebra, dzięki czemu produkt jest zgodny z hallmarkingiem. Kolor pasuje do srebra i jest odporny na płyny do czyszczenia srebra zawierające amoniak.
- Cu-Zn (mosiądz)
miedź-cynk. Ogólnego przeznaczenia, stosowany do łączenia stali i żeliwa. Odporność na korozję Zwykle niewystarczająca dla miedzi, brązu krzemowego, miedzioniklu i stali nierdzewnej. Dość plastyczny. Wysokie ciśnienie pary spowodowane lotnym cynkiem, nieodpowiednie do lutowania piecowego. Stopy bogate w miedź podatne na pękanie naprężeniowe przez amoniak.
- Ag-Cu-Zn
srebro-miedź-cynk. Niższa temperatura topnienia niż Ag-Cu dla tej samej zawartości Ag. Łączy zalety Ag-Cu i Cu-Zn. Przy ponad 40% Zn spada plastyczność i wytrzymałość, dlatego stosuje się tylko stopy tego typu o niższym stopniu cynku. Przy ponad 25% cynku pojawia się mniej sferoidalnych faz miedziowo-cynkowych i srebrno-cynkowych. Zawartość miedzi powyżej 60% daje zmniejszoną wytrzymałość i płyn powyżej 900 °C. zawartość srebra powyżej 85% daje zmniejszoną wytrzymałość, wysoki płyn i wysoki koszt. Stopy bogate w miedź podatne na pękanie naprężeniowe przez amoniak. Stopów bogatych w srebro (powyżej 67,5% Ag) używa się do wyrobu biżuterii; stopy o niższej zawartości srebra wykorzystywane są do celów inżynierskich. Stopy o stosunku miedź-cynk około 60:40 zawierają te same fazy co mosiądz i pasują do jego koloru; są one używane do łączenia mosiądzu. Niewielka ilość niklu poprawia wytrzymałość i odporność na korozję oraz sprzyja zwilżaniu węglików. Dodatek manganu wraz z niklem zwiększa wytrzymałość na pękanie. Dodanie kadmu daje stopy Ag-Cu-Zn-Cd o lepszej płynności i zwilżaniu oraz niższej temperaturze topnienia; kadm jest jednak toksyczny. Dodanie cyny może odgrywać głównie tę samą rolę.
- Cu-P
miedź-fosfor. Szeroko stosowany do miedzi i stopów miedzi. Nie wymaga topnika dla miedzi. Może być również stosowany ze srebrem, wolframem i molibdenem. Stopy bogate w miedź podatne na pękanie naprężeniowe przez amoniak.
- Ag-cu-P
podobnie jak Cu-P, z ulepszonym przepływem. Lepiej dla większych luk. Bardziej plastyczne, lepsze przewodnictwo elektryczne. Stopy bogate w miedź podatne na pękanie naprężeniowe przez amoniak.
- Au-Ag
Złoto-srebro. Metale szlachetne. Używany w biżuterii.
- Au-Cu
złoto-miedź. Ciągła seria stałych rozwiązań. Łatwo zwilżają wiele metali, w tym ogniotrwałe. Wąskie zakresy topnienia, dobra płynność. Często stosowany w biżuterii. Stopy z 40-90% złota twardnieją podczas chłodzenia, ale pozostają ciągliwe. Nikiel poprawia ciągliwość. Srebro obniża temperaturę topnienia, ale pogarsza odporność na korozję. Aby utrzymać odporność na korozję, złoto musi być utrzymywane powyżej 60%. Wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na korozję można poprawić poprzez dalsze stopowanie, np. z chromem, palladem, manganem i molibdenem. Dodany wanad umożliwia zwilżanie ceramiki. Złoto-miedź ma niskie ciśnienie pary.
- Au-Ni
złoto-nikiel. Ciągła seria stałych rozwiązań. Szerszy zakres topnienia niż stopy Au-cu, ale lepsza odporność na korozję i lepsze zwilżanie. Często stopowe z innymi metalami w celu zmniejszenia udziału złota przy zachowaniu właściwości. Miedź może być dodawana do niższej proporcji złota, chrom w celu skompensowania utraty odporności na korozję i BOR w celu poprawy zwilżania osłabionego przez chrom. Zwykle stosuje się nie więcej niż 35% Ni, ponieważ wyższe współczynniki Ni/Au mają zbyt szeroki zakres topnienia. Niskie ciśnienie pary.
- Au-Pd
złoto-pallad. Poprawiona odporność na korozję w stosunku do stopów Au-Cu i Au-Ni. Stosowany do łączenia nadstopów i metali ogniotrwałych do zastosowań wysokotemperaturowych, np. silników odrzutowych. Drogie. Mogą być zastąpione lutami na bazie kobaltu. Niskie ciśnienie pary.
- Pd
Palladium. Dobra wydajność w wysokich temperaturach, wysoka odporność na korozję (mniej niż złoto), wysoka wytrzymałość (więcej niż złoto). Zwykle stopowe z niklu, miedzi lub srebra. Tworzy stałe roztwory z większością metali, nie tworzy kruchych intermetalików. Niskie ciśnienie pary.
- ni
stopy niklu, jeszcze liczniejsze niż stopy srebra. Wysoka wytrzymałość. Niższy koszt niż stopy srebra. Dobra wydajność w wysokich temperaturach, Dobra odporność na korozję w umiarkowanie agresywnych środowiskach. Często stosowany do stali nierdzewnych i stopów żaroodpornych. Zawiera siarkę i niektóre metale o niższej temperaturze topnienia, np. cynk. Bor, fosfor, krzem i węgiel obniżają temperaturę topnienia i szybko dyfundują do metali nieszlachetnych. Umożliwia to lutowanie dyfuzyjne i pozwala na stosowanie złącza powyżej Temperatury Lutowania. Borki i fosforki tworzą fazy kruche. Amorficzne preformy mogą być wytwarzane przez szybkie krzepnięcie.
- co
stopy kobaltu. Dobra odporność na korozję w wysokich temperaturach, możliwa alternatywa dla lutów Au-Pd. Niska urabialność w niskich temperaturach, preformy przygotowane przez szybkie zestalenie.
- Al-Si
Aluminium-silikon. Do lutowania aluminium.
- aktywne stopy
zawierające aktywne metale, np. tytan lub wanad. Służy do lutowania materiałów niemetalicznych, np. grafitu lub ceramiki.
rola pierwiastków
element | rola | zmienność | odporność na korozję | koszt | niezgodność | opis | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
srebro | strukturalne, zwilżające | lotne | drogie | poprawia przepływ kapilarny, poprawia odporność na korozję stopów mniej szlachetnych, pogarsza odporność na korozję złota i palladu. Stosunkowo drogie. Wysokie ciśnienie pary, problematyczne w lutowaniu próżniowym. Moczy miedź. Nie zwilża niklu i żelaza. Zmniejsza temperaturę topnienia wielu stopów, w tym złota i miedzi. | |||||
Miedź | struktura | amoniak | dobre właściwości mechaniczne. Często używany ze srebrem. Rozpuszcza i zwilża nikiel. Nieco rozpuszcza i zwilża żelazo. Stopy bogate w miedź wrażliwe na pękanie naprężeniowe w obecności amoniaku. | ||||||
cynk | strukturalne, topienie, zwilżanie | lotne | niskie | tanie | Ni | obniża temperaturę topnienia. Często używany z miedzią. Podatne na korozję. Poprawia zwilżanie metali żelaznych i stopów niklu. Kompatybilny z aluminium. Wysokie napięcie pary, wytwarza nieco toksyczne opary, wymaga wentylacji; wysoce lotne powyżej 500 °C. w wysokich temperaturach może gotować i tworzyć puste przestrzenie. Skłonność do selektywnego wymywania w niektórych środowiskach, co może spowodować uszkodzenie stawów. Ślady bizmutu i berylu wraz z cyną lub cynkiem w lutowaniu na bazie aluminium destabilizują warstwę tlenkową na aluminium, ułatwiając jej zwilżanie. Wysokie powinowactwo do tlenu sprzyja zwilżaniu miedzi w powietrzu poprzez redukcję warstwy powierzchniowej tlenku miedzi. Mniejsze korzyści w lutowaniu piecowym z kontrolowaną atmosferą. Embrittles nickel. Wysoki poziom cynku może prowadzić do kruchego stopu. Podatne na korozję międzyfazową w kontakcie ze stalą nierdzewną w wilgotnym i wilgotnym środowisku. Nie nadaje się do lutowania piecowego ze względu na zmienność. | |||
Aluminium | strukturalne, aktywne | Fe | zwykła baza do lutowania aluminium i jego stopów. Embrittles żelaznych stopów. | ||||||
Gold | structural, wetting | excellent | very expensive | Excellent corrosion resistance. Very expensive. Wets most metals. | |||||
Palladium | structural | excellent | very expensive | Excellent corrosion resistance, though less than gold. Higher mechanical strength than gold. Good high-temperature strength. Very expensive, though less than gold. Sprawia, że złącze jest mniej podatne na awarię z powodu penetracji międzykrystalicznej podczas lutowania stopów niklu, molibdenu lub wolframu. Zwiększa wytrzymałość wysokotemperaturową stopów na bazie złota. Poprawia wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na korozję stopów złota i miedzi. Tworzy stałe roztwory z większością metali inżynierskich, nie tworzy kruchych intermetalików. Wysoka odporność na utlenianie w wysokich temperaturach, zwłaszcza stopów Pd-Ni. | |||||
kadm | struktura, zwilżanie, topienie | lotność | toksyczny | obniża temperaturę topnienia, poprawia płynność. Toksyczne. Wytwarza toksyczne opary, wymaga wentylacji. Wysokie powinowactwo do tlenu sprzyja zwilżaniu miedzi w powietrzu poprzez redukcję warstwy powierzchniowej tlenku miedzi. Mniejsze korzyści w lutowaniu piecowym z kontrolowaną atmosferą. Pozwala na zmniejszenie zawartości srebra w stopach Ag-Cu-Zn. Zastąpiona cyną w bardziej nowoczesnych stopach. W UE od grudnia 2011 dozwolone tylko do użytku lotniczego i wojskowego. | |||||
ołów | strukturalny, topnienie | obniża temperaturę topnienia. Toksyczne. Wytwarza toksyczne opary, wymaga wentylacji. | |||||||
cynowanie | strukturalne, topienie, zwilżanie | obniża temperaturę topnienia, poprawia płynność. Rozszerza zakres topnienia. Może być stosowany z miedzią, z którą tworzy brąz. Poprawia zwilżanie wielu trudnych do zwilżenia metali, np. stali nierdzewnych i węglika wolframu. Ślady bizmutu i berylu wraz z cyną lub cynkiem w lutowaniu na bazie aluminium destabilizują warstwę tlenkową na aluminium, ułatwiając jej zwilżanie. Niska rozpuszczalność w cynku, co ogranicza jego zawartość w stopach cynku. | |||||||
Bismuth | trace additive | Lowers melting point. May disrupt surface oxides. Traces of bismuth and beryllium together with tin or zinc in aluminium-based braze destabilize oxide film on aluminium, facilitating its wetting. | |||||||
Beryllium | trace additive | toxic | Traces of bismuth and beryllium together with tin or zinc in aluminium-based braze destabilize oxide film on aluminium, facilitating its wetting. | ||||||
Nikiel | strukturalny, zwilżający | wysoki | Zn, s | Mocny, odporny na korozję. Utrudnia przepływ stopu. Dodatek do stopów złota i miedzi poprawia ciągliwość i odporność na pełzanie w wysokich temperaturach. Dodatek do srebra umożliwia zwilżanie stopów srebrno-wolframowych i poprawia wytrzymałość wiązania. Poprawia zwilżanie lutów miedzianych. Poprawia ciągliwość lutów złoto-miedzianych. Poprawia właściwości mechaniczne i odporność na korozję lutów srebrno-miedziano-cynkowych. Zawartość niklu kompensuje kruchość wywołaną dyfuzją aluminium podczas lutowania stopów zawierających aluminium, np. brązów aluminiowych. W niektórych stopach zwiększa właściwości mechaniczne i odporność na korozję, poprzez połączenie wzmocnienia roztworu stałego, uszlachetnienia ziarna i segregacji na powierzchni filetu i w granicach ziarna, gdzie tworzy warstwę odporną na korozję. Rozległa intersolubility z żelaza, chromu, manganu i innych; może poważnie erozji takich stopów. Embrittled przez cynk, wiele innych metali o niskiej temperaturze topnienia i siarki. | |||||
Chrom | strukturalny | wysoki | odporny na korozję. Zwiększa odporność na korozję w wysokiej temperaturze i wytrzymałość stopów na bazie złota. Dodawany do miedzi i niklu w celu zwiększenia odporności na korozję ich i ich stopów. Zwilża tlenki, węgliki i grafit; często jest głównym składnikiem stopowym do lutowania w wysokiej temperaturze takich materiałów. Utrudnia zwilżanie stopami złota i niklu, które mogą być kompensowane przez dodanie boru. | ||||||
mangan | strukturalny | Lotny | dobry | tani | wysokie ciśnienie pary, nieodpowiednie do lutowania próżniowego. W stopach na bazie złota zwiększa ciągliwość. Zwiększa odporność na korozję stopów miedzi i niklu. Poprawia wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na korozję stopów złota i miedzi. Wyższa zawartość manganu może nasilać tendencję do upłynniania. Mangan w niektórych stopach może powodować porowatość filetów. Ma tendencję do reakcji z grafitowymi formami i przyrządami. Łatwo utlenia, wymaga topnika. Obniża temperaturę topnienia lutów o wysokiej zawartości miedzi. Poprawia właściwości mechaniczne i odporność na korozję lutów srebrno-miedziano-cynkowych. Tani, nawet tańszy niż cynk. Część układu Cu-Zn-Mn jest krucha, niektóre proporcje nie mogą być stosowane. W niektórych stopach zwiększa właściwości mechaniczne i odporność na korozję, poprzez połączenie wzmocnienia roztworu stałego, uszlachetnienia ziarna i segregacji na powierzchni filetu i w granicach ziarna, gdzie tworzy warstwę odporną na korozję. Ułatwia zwilżanie żeliwa ze względu na jego zdolność do rozpuszczania węgla. Poprawia warunki lutowania węglików. | ||||
molibden | strukturalny | dobry | zwiększa korozję w wysokiej temperaturze i wytrzymałość stopów na bazie złota. Zwiększa plastyczność stopów na bazie złota, sprzyja ich zwilżaniu materiałów ogniotrwałych, a mianowicie węglików i grafitu. Gdy obecne w stopach są połączone, może destabilizować warstwę tlenku powierzchniowego (przez utlenianie, a następnie ulatnianie) i ułatwiać zwilżanie. | ||||||
kobalt | strukturalne | dobre | dobre właściwości wysokotemperaturowe i odporność na korozję. W zastosowaniach jądrowych może absorbować neutrony i budować kobalt-60, silny emiter promieniowania gamma. | ||||||
magnez | Lotny getter O2 | Lotny | dodatek do aluminium sprawia, że Stop nadaje się do lutowania próżniowego. Lotny, choć mniej niż cynk. Waporyzacja sprzyja zwilżaniu poprzez usuwanie tlenków z powierzchni, opary działają jako odbiornik tlenu w atmosferze pieca. | ||||||
Ind | topienie, zwilżanie | drogie | obniża temperaturę topnienia. Poprawia zwilżanie stopów żelaza przez stopy miedzi i srebra. Nadaje się do łączenia części, które zostaną później pokryte azotkiem tytanu. | ||||||
węgiel | topienie | obniża temperaturę topnienia. Może tworzyć węgliki. Może dyfundować do metalu nieszlachetnego, powodując wyższą temperaturę przetopu, potencjalnie umożliwiając lutowanie stopniowe tym samym stopem. Powyżej 0,1% pogarsza odporność na korozję stopów niklu. Śladowe ilości obecne w stali nierdzewnej mogą ułatwiać redukcję powierzchniowego tlenku chromu (III)w próżni i umożliwiać lutowanie beztłuszczowe. Dyfuzja z dala od lutowania zwiększa temperaturę przetopu; wykorzystywana w lutowaniu dyfuzyjnym. | |||||||
krzem | topienie, zwilżanie | Ni | obniża temperaturę topnienia. Może tworzyć krzemki. Poprawia zwilżanie lutów miedzianych. Promuje przepływ. Powoduje międzygraniczne kruchość stopów niklu. Szybko dyfunduje do metali nieszlachetnych. Dyfuzja z dala od lutowania zwiększa temperaturę przetopu; wykorzystywana w lutowaniu dyfuzyjnym. | ||||||
German | strukturalny, topienie | drogi | obniża temperaturę topnienia. Drogie. Do zastosowań specjalnych. Może tworzyć kruche fazy. | ||||||
Bor | topienie, zwilżanie | Ni | obniża temperaturę topnienia. Może tworzyć twarde i kruche Borki. Nie nadaje się do reaktorów jądrowych, ponieważ Bor jest silnym pochłaniaczem neutronów i dlatego działa jako trucizna neutronowa. Szybka dyfuzja do metali nieszlachetnych. Może dyfundować do metalu nieszlachetnego, powodując wyższą temperaturę przetopu, potencjalnie umożliwiając lutowanie stopniowe tym samym stopem. Może powodować erozję niektórych materiałów bazowych lub przenikać między granice ziaren wielu żaroodpornych stopów konstrukcyjnych, pogarszając ich właściwości mechaniczne. Powoduje międzygraniczne kruchość stopów niklu. Poprawia zwilżanie / przez niektóre stopy, można dodać do stopu Au-Ni-Cr, aby zrekompensować straty zwilżania przez dodanie chromu. W niskich stężeniach poprawia zwilżanie i obniża temperaturę topnienia lutów niklowych. Szybko dyfunduje do materiałów bazowych, może obniżyć ich temperaturę topnienia; szczególnie ważne przy lutowaniu cienkich materiałów. Dyfuzja z dala od lutowania zwiększa temperaturę przetopu; wykorzystywana w lutowaniu dyfuzyjnym. | ||||||
Mischmetal | dodatek śladowy | w ilości około 0,08% może być stosowany do zastąpienia boru tam, gdzie Bor miałby szkodliwe skutki. | |||||||
Ceru | dodatek śladowy | w ilościach śladowych poprawia płynność lutowania. Szczególnie przydatne w przypadku stopów składających się z czterech lub więcej składników, gdzie Inne dodatki utrudniają przepływ i rozprzestrzenianie. | |||||||
stront | dodatek śladowy | w ilościach śladowych poprawia strukturę ziarna stopów na bazie aluminium. | |||||||
fosfor | odtleniacz | H2S, SO2, Ni, Fe, Co | obniża temperaturę topnienia. Odtleniacz, rozkłada tlenek miedzi; stopy zawierające fosfor mogą być stosowane na miedzi bez topnika. Nie rozkłada tlenku cynku, więc topnik jest potrzebny do mosiądzu. Tworzy kruche fosforki z niektórymi metalami, np. niklem (Ni3P) i żelazem, stopami fosforu, stopami żelaza, niklu lub kobaltu w ilości powyżej 3%. Fosforki segregują na granicach ziaren i powodują kruchość międzykrystaliczną. (Czasami kruche połączenie jest rzeczywiście pożądane, choć. Granaty fragmentacyjne można lutować stopem zawierającym fosfor, aby wytworzyć połączenia, które łatwo rozpadają się podczas detonacji.) Unikać w środowiskach, w których występuje dwutlenek siarki (np. papiernie) i siarkowodór (np. ścieki, lub w pobliżu wulkanów); Faza bogata w fosfor szybko koroduje w obecności siarki, a złącze ulega awarii. Fosfor może być również obecny jako nieczystość wprowadzana np. z kąpieli galwanicznych. W niskich stężeniach poprawia zwilżanie i obniża temperaturę topnienia lutów niklowych. Dyfuzja z dala od lutowania zwiększa temperaturę przetopu; wykorzystywana w lutowaniu dyfuzyjnym. | ||||||
lit | odtleniacz | odtleniacz. Eliminuje potrzebę stosowania topnika z niektórymi materiałami. Tlenek litu powstały w reakcji z tlenkami powierzchniowymi jest łatwo przemieszczany przez stopiony stop lutowany. | |||||||
Tytan | strukturalny, aktywny | najczęściej stosowany aktywny metal. Kilka procent dodanych do stopów Ag-Cu ułatwia zwilżanie ceramiki, np. azotku krzemu. Większość metali, z wyjątkiem kilku (mianowicie srebra, miedzi i złota), tworzy kruche fazy z tytanem. Podczas lutowania ceramiki, podobnie jak inne aktywne metale, Tytan reaguje z nimi i tworzy złożoną warstwę na ich powierzchni, która z kolei jest zwilżalna przez lutowanie srebrno-miedziane. Zwilża tlenki, węgliki i grafit; często jest głównym składnikiem stopowym do lutowania w wysokiej temperaturze takich materiałów. | |||||||
Cyrkon | strukturalny, aktywny | zwilża tlenki, węgliki i grafit; często jest głównym składnikiem stopu do lutowania wysokotemperaturowego takich materiałów. | |||||||
Hafn | aktywny | ||||||||
wanad | strukturalny, aktywny | Promuje zwilżanie ceramiki tlenku glinu stopami na bazie złota. | |||||||
Siarka | zanieczyszczenie | Może dostać się do połączeń z pozostałości smarów, smaru lub farby. Tworzy kruchy siarczek niklu (Ni3S2), który segreguje na granicach ziaren i powoduje awarię międzykrystaliczną. |
niektóre dodatki i zanieczyszczenia działają na bardzo niskim poziomie. Można zaobserwować zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki. Stront na poziomie 0,01% poprawia strukturę ziarna aluminium. Beryl i bizmut na podobnych poziomach pomagają zakłócić warstwę pasywacyjną tlenku glinu i sprzyjają zwilżaniu. Węgiel przy 0,1% pogarsza odporność na korozję stopów niklu. Aluminium może zawierać stal miękką w 0,001%, fosfor w 0,01%.
w niektórych przypadkach, szczególnie do lutowania próżniowego, stosuje się Metale i stopy o wysokiej czystości. 99,99% i 99.999% poziomy czystości są dostępne na rynku.
należy zachować ostrożność, aby nie wprowadzać szkodliwych zanieczyszczeń w wyniku zanieczyszczenia stawów lub rozpuszczania metali nieszlachetnych podczas lutowania twardego.
zachowanie topnienia
stopy o większej rozpiętości temperatur solidus/liquidus mają tendencję do topienia się w stanie „mushy”, w którym Stop jest mieszaniną materiału stałego i ciekłego. Niektóre stopy wykazują tendencję do upłynniania, oddzielania cieczy od części stałej; dla nich ogrzewanie przez Zakres topnienia musi być wystarczająco szybkie, aby uniknąć tego efektu. Niektóre stopy wykazują rozszerzony zakres tworzyw sztucznych, gdy tylko niewielka część stopu jest ciekła, a większość materiału topi się w górnym zakresie temperatur; są one odpowiednie do wypełniania dużych szczelin i formowania filetów. Stopy o wysokiej płynności nadają się do wnikania głęboko w wąskie szczeliny i lutowania szczelnych połączeń o wąskich tolerancjach, ale nie nadają się do wypełniania większych szczelin. Stopy o szerszym zakresie topnienia są mniej wrażliwe na niejednorodne luzy.
gdy temperatura lutowania jest odpowiednio wysoka, lutowanie i obróbka cieplna mogą być wykonywane w jednej operacji jednocześnie.
stopy Eutektyczne topią się w jednej temperaturze, bez obszaru mushy. Stopy eutektyczne mają lepsze rozsiewanie; nie eutektyki w regionie mushy mają wysoką lepkość i jednocześnie atakują metale nieszlachetne, z odpowiednio mniejszą siłą rozsiewania. Drobny rozmiar ziarna daje eutektykom zarówno zwiększoną wytrzymałość, jak i zwiększoną ciągliwość. Bardzo dokładna temperatura topnienia pozwala na przeprowadzenie procesu łączenia tylko nieznacznie powyżej temperatury topnienia stopu. Po zestaleniu nie ma stanu, w którym stop wydaje się stały, ale jeszcze nie jest; zmniejsza się prawdopodobieństwo zakłócenia połączenia przez manipulację w takim stanie (zakładając, że stop nie zmienił znacząco swoich właściwości przez rozpuszczenie metalu nieszlachetnego). Zachowanie eutektyczne jest szczególnie korzystne dla lutów.
Metale o drobnoziarnistej strukturze przed topieniem zapewniają lepsze zwilżanie metali o dużych ziarnach. Dodatki stopowe (np. stront do aluminium) można dodawać w celu udoskonalenia struktury ziarna, a preformy lub folie można przygotować przez szybkie hartowanie. Bardzo szybkie hartowanie może zapewnić amorficzną strukturę metalu, która ma dalsze zalety.
interakcja z metalami nieszlachetnymiedit
aby skutecznie zwilżyć, metal nieszlachetny musi być przynajmniej częściowo rozpuszczalny w co najmniej jeden składnik stopu lutowniczego. Stopiony stop ma zatem tendencję do atakowania metalu nieszlachetnego i rozpuszczania go, nieznacznie zmieniając jego skład w procesie. Zmiana składu znajduje odzwierciedlenie w zmianie temperatury topnienia stopu i odpowiedniej zmianie płynności. Na przykład niektóre stopy rozpuszczają zarówno srebro, jak i miedź; rozpuszczone srebro obniża ich temperaturę topnienia i zwiększa płynność, miedź ma odwrotny efekt.
można wykorzystać zmianę temperatury topnienia. Ponieważ temperatura przetopu może zostać zwiększona poprzez wzbogacenie stopu rozpuszczonym metalem nieszlachetnym, możliwe jest lutowanie stopniowe przy użyciu tego samego lutowania.
stopy, które nie atakują znacząco metali nieszlachetnych, są bardziej odpowiednie do lutowania cienkich profili.
Niehomogeniczna mikrostruktura lutni może powodować niejednorodne topienie i miejscowe nadżerki metalu nieszlachetnego.
zwilżanie metali nieszlachetnych można poprawić poprzez dodanie odpowiedniego metalu do stopu. Cyna ułatwia zwilżanie żelaza, niklu i wielu innych stopów. Miedź zwilża Metale żelazne, których srebro nie atakuje, stopy miedzi i srebra mogą zatem lutować stale srebro samo nie będzie mokre. Cynk poprawia zwilżanie metali żelaznych, indu, jak również. Aluminium poprawia zwilżanie stopów aluminium. Do zwilżania ceramiki, reaktywne metale zdolne do tworzenia związków chemicznych z ceramiką (np. tytan, wanad, cyrkon…) można dodać do lutowania.
rozpuszczanie metali nieszlachetnych może powodować szkodliwe zmiany w stopie lutowniczym. Na przykład aluminium rozpuszczone z brązów aluminiowych może rozpuścić lutowanie; dodanie niklu do lutowania może to zrównoważyć.
efekt działa w obie strony; mogą występować szkodliwe interakcje między stopem lutowniczym a metalem nieszlachetnym. Obecność fosforu w stopie lutowniczym prowadzi do powstawania kruchych fosforków żelaza i niklu, dlatego stopy zawierające fosfor nie nadają się do lutowania stopów niklu i żelaza. BOR ma tendencję do dyfuzji do metali nieszlachetnych, zwłaszcza wzdłuż granic ziarna, i może tworzyć kruche Borki. Węgiel może negatywnie wpływać na niektóre stale.
należy zachować ostrożność, aby uniknąć korozji galwanicznej między lutowaniem a metalem nieszlachetnym,a zwłaszcza między różnymi metalami nieszlachetnymi lutowanymi razem. Tworzenie się kruchych związków międzymetalicznych na styku stopu może powodować uszkodzenie stawów. Jest to omówione bardziej dogłębnie z lutami.
potencjalnie szkodliwe fazy mogą być równomiernie rozłożone w objętości stopu lub skoncentrowane na interfejsie lutowania-podstawy. Gruba warstwa międzyfazowych intermetalików jest zwykle uważana za szkodliwą ze względu na często niską wytrzymałość na pękanie i inne właściwości mechaniczne poniżej par. W niektórych sytuacjach, np. mocowanie matrycowe, nie ma to jednak większego znaczenia, ponieważ chipy silikonowe zazwyczaj nie są poddawane mechanicznym nadużyciom.
przy zwilżaniu lutowanie może uwalniać elementy z metalu nieszlachetnego. Na przykład aluminium-krzem lutuje azotek krzemu, dysocjuje powierzchnię, dzięki czemu może reagować z krzemem i uwalnia azot, który może tworzyć puste przestrzenie wzdłuż Złącza i obniżać jego wytrzymałość. Tytan zawierający nikiel i złoto lutuje azotek krzemu i reaguje z jego powierzchnią, tworząc azotek tytanu i uwalniając krzem; krzem tworzy kruche krzemyki niklu i eutektyczną fazę złoto-Krzemową; powstałe połączenie jest słabe i topi się w znacznie niższej temperaturze, niż można się spodziewać.
metale mogą dyfundować z jednego stopu podstawowego do drugiego, powodując kruchość lub korozję. Przykładem jest dyfuzja aluminium z brązu aluminiowego do stopu żelaza podczas łączenia. Można zastosować barierę dyfuzyjną, np. warstwę miedzi (np. w pasku trimet).
warstwa ofiarna metalu szlachetnego może być stosowana na metalu nieszlachetnym jako bariera tlenowa, zapobiegająca tworzeniu się tlenków i ułatwiająca lutowanie beztlenowe. Podczas lutowania twardego warstwa metalu szlachetnego rozpuszcza się w metalu wypełniającym. Miedź lub niklowanie stali nierdzewnych spełnia tę samą funkcję.
w lutowaniu miedzi atmosfera redukująca (lub nawet płomień redukujący) może reagować z resztkami tlenu w metalu, które są obecne w postaci wtrąceń tlenku miedzi i powodują kruchość wodoru. Wodór obecny w płomieniu lub atmosferze w wysokiej temperaturze reaguje z tlenkiem, dając metaliczną miedź i parę wodną, parę. Pęcherzyki pary wywierają wysokie ciśnienie w strukturze metalu, co prowadzi do pęknięć i porowatości stawów. Miedź beztlenowa nie jest wrażliwa na ten efekt, jednak najłatwiej dostępne gatunki, np. miedź elektrolityczna lub miedź o wysokiej przewodności są. Złącze embrittled może wówczas zawieść w sposób katastrofalny bez jakichkolwiek wcześniejszych oznak deformacji lub pogorszenia.
PreformEdit
preforma do lutowania jest wysokiej jakości, precyzyjnym tłoczeniem metalu stosowanym do różnych zastosowań łączenia w produkcji urządzeń i systemów elektronicznych. Typowe zastosowania preform lutowania obejmują dołączanie obwodów elektronicznych, pakowanie urządzeń elektronicznych, zapewnienie dobrej przewodności cieplnej i elektrycznej oraz zapewnienie interfejsu dla połączeń elektronicznych. Preformy do lutowania kwadratowego, prostokątnego i tarczowego są powszechnie stosowane do mocowania elementów elektronicznych zawierających matryce silikonowe do podłoża, takiego jak płytka drukowana.
preformy w kształcie prostokątnej ramy są często wymagane do budowy pakietów elektronicznych, podczas gdy preformy lutownicze w kształcie podkładki są zwykle wykorzystywane do mocowania przewodów ołowiowych i hermetycznych przepustów do obwodów elektronicznych i pakietów. Niektóre preformy są również stosowane w diodach, prostownikach, urządzeniach optoelektronicznych i opakowaniach komponentów.
•różnica między lutowaniem i lutowaniem
Lutowanie polega na łączeniu materiałów z metalem wypełniającym, który topi się poniżej ~ 450 °C. na ogół wymaga stosunkowo drobnego i jednolitego wykończenia powierzchni między powierzchniami faying. Połączenia lutownicze wydają się być słabsze ze względu na niższą wytrzymałość materiałów lutowniczych.
Lutowanie wykorzystuje materiały wypełniające o temperaturze topnienia powyżej ~ 450 °C. wykończenie powierzchni wydaje się mniej krytyczne, a połączenia lutownicze są silniejsze.