Eszközök
Forrasztás
Forrasztással a hegesztéshez hasonlóan fémek között oldhatatlan kötést lehet készíteni. A forrasztás a diffúziós kötés egyik fajtája, a kötést azonban a hegesztéssel ellentétben az alapanyagok megolvadása nélkül lehet létrehozni. Éppen ebből adódik az előnye: a készremunkált alkatrészek lényeges alakváltozás nélkül köthetők össze. További előnye, hogy kisméretű tömegcikkek forrasztása könnyen gépesíthető, automatizálható. Fontos felhasználási területe az elektronikai-elektrtechnikai forrasztás.
A forrasztás mindig egy, az alapanyagtól különböző, kisebb olvadáspontú anyaggal – forraszanyaggal – történik. Igen jól forrasztható valamilyen fémmel egy alapanyag akkor, ha a forraszanyag és az alapfém a forrasztás hőmérsékletén oldják egymást. Például a réz az ezüstöt oldja, így a réz ezüsttel jól forrasztható. Ezzel szemben sem az ezüst a vasat, sem a vas az ezüstöt nem oldja, a vas az ezüsttel mégis jól forrasztható. Ez az utóbbi példa arra mutat, hogy a forrasztás adhéziós jellegű kötés, amely a határfelületeken lévő atomok kohéziós kapcsolatából jön létre. Forrasztáskor a diffúziós jelenségek ugyan szerepet játszanak, de nem képezik a forraszthatóság feltételét. A forrasztáshoz a forraszanyagokon kívül hőforrás is szükséges.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Forraszanyagok
Forrasztáskor a szilárd állapotban maradó fém felülete tiszta kell legyen, a forraszanyagnak nem szabad olyan nem fémes szennyezéseket tartalmazni, amelyek a fémes kötést akadályoznák. Az olyan fém, amely könnyen oxidálódik, és felületén stabil oxidhártya keletkezik, forraszanyagnak csak kivételes esetben alkalmas. A forrasztás másik fontos követelménye, hogy a forraszanyag jól nedvesítse a forrasztandó felületet. Ez alatt azt kell érteni, hogy a forraszanyagnak jelentősebb túlhevítés nélkül könnyen szét kell terülni az alapfém felületén.
A forrasztás céljaira sokféle fém használható, alapvető követelmény azonban, hogy a forraszanyag az alapanyagnál kisebb olvadáspontú legyen. Mivel a vas a technikailag legjobban elterjedt fém, a forraszanyagokat a vas szempontjából szokás csoportosítani. Ebből a szempontból megkülönböztetnek:
- lágyforraszokat és
- melegforraszokat.
A lágyforraszok közé tartozik az ón (olvadáspontja 231,9 °C) a bizmut (271,3 °C), a kadmium (320,9 °C), az ólom (327,4 °C) és a cink (419,4 °C), valamint ezek ötvözetei. A keményforraszok az ezüst (960 °C), az arany (1063 °C) és a réz (1083 °C), valamint ötvözeteik. Az alumínium és a magnézium nagyon gyorsan oxidálódik, ezért forraszanyagként való alkalmazásuk csak kivételes esetben jöhet szóba.
[szerkesztés] A forrasztás hőforrásai
A lágyforrasztáshoz hőforrásként legtöbbször az úgynevezett forrasztópákát használják. A forrasztópákákat változatos formákban használják. Az egyik pákakialakítás egy nyéllel ellátott réztömb. A réznek nagyon jó a hővezető képessége és nagy a hőkapacitása, így a fejben tárolt hőmennyiséggel a forrasztóanyag megolvasztható. Az ilyen rendszerű forrasztópákákat kisméretű kályhákban szokás felmelegíteni. A kályha bármilyen fűtésű lehet. A folyamatos munkához a villamos forrasztópákát szokás alkalmazni. Ennél a pákánál a fejben elhelyezett ellenállásfűtéssel történik a fej melegítése.
A pákával való forrasztást csak a kis olvadáspontú lágyforraszokhoz lehet alkalmazni. Kisebb tárgyak tömeges forrasztására a kemencében való forrasztást alkalmazzák. Ez az eljárás egyaránt használható lágy- és kemény forrasztáshoz. A forrasztandó tárgyakat a kívánt felületen bevonják a forraszanyaggal (például folyékony forraszanyagba való bemártással), a felületeket összeillesztik és összeszorítják. Az így előkészített munkadarabokat áthúzó kemencében forrasztják össze. Hőforrásként a nagyfrekvenciás indukciós melegítés is alkalmazható. A sorozatgyártásban előnyösen használható a villamos ellenállásmelegítés. Ezt az eljárást használják például a forgácsoló szerszámok gyorsacél- vagy keményfémlapkáinak a felforrasztásához.
A keményforrasztáshoz a hegesztőpisztolyokat szokás használni. A forrasztáshoz azonban nem szükséges olyan nagy hőmérséklet, mint a hegesztéshez.
[szerkesztés] Folyasztószerek
Forrasztáskor a folyasztószerek feladata kettős. Egyrészt megtisztítják a felületet a szennyezőktől, másrészt megvédik a forrasztás helyét a további oxidációtól. A folyasztószerek kiválasztásakor lényeges szempont, hogy lágy- vagy keményforrasztáshoz kell-e őket alkalmazni. A folyasztószerekkel szemben támasztott követelmények közül az a legfontosabb, hogy kisebb olvadáspontúak legyenek, mint a forraszanyagok. A legtöbb folyasztószer kloridvegyület, amelyek a fémoxidokat fémkloridokká alakítják át. Ezek már elég kis olvadáspontúak ahhoz, hogy a lágyforrasztás hőmérsékletén hígfolyósak legyenek. Lágyforrasztáshoz a gyakorlatban legjobban bevált folyasztószer a cink-klorid és ammónium-klorid elegye.
[szerkesztés] A forrasztott kötések
A forrasztott kötések elkészítésekor is érvényes az a szabály, hogy minél egyszerűbb a kötés, annál megbízhatóbb. A forrasztott kötéseket legcélszerűbb tompaillesztéssel készíteni, de gyakori az átlapolt és a peremezett kötés alkalmazása is. Főleg vékony lemezek forrasztásakor szokás olyan kötést alkalmazni, amely megnagyobbítja az érintkező területeket, és már önmagában, forrasztás nélkül is egy bizonyos fokú szilárdságot biztosít.
A forrasztott kötések szilárdságát magából a forraszanyag szilárdságából nem lehet megítélni. A forraszanyagokat ugyanis általában húzott vagy hengerelt minőségben használják. Az ilyen anyagok szilárdsága és nyúlása nem hasonlítható össze a forrasztás helyén keletkezett öntött állapotú anyag szilárdságával és nyúlásával. Ezenkívül a forrasztás szilárdsága nagymértékben függ a forraszanyag mennyiségétől is. Mindezek figyelembevételével forrasztott kötéseket ritkán alkalmaznak szilárdsági igénybevételnek kitett helyeken. A szilárdságnál általában fontosabb a kötés villamos vezetőképessége vagy korrózióállósága.
