بریزینگ چیست؟ راهنمای کامل مبتدیان

لحیم کاری یک فرآیند متداول اتصال فلز است که به طور گسترده در تهویه مطبوع، تبرید، HVAC، قطعات خودرو، الکترونیک، موتورها، ترانسفورماتورها، مبدل‌های حرارتی و تولید تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. بر خلاف جوشکاری معمولی، لحیم کاری معمولاً فلز پایه را ذوب نمی کند. در عوض، یک فلز پرکننده را گرم و ذوب می‌کند، که با عمل مویرگی به شکاف مفصل جریان می‌یابد و پس از سرد شدن یک اتصال محکم و مهر و موم را تشکیل می‌دهد.

برای لوله های مسی، قطعات مسی، اجزای فولادی و اتصالات فلزی غیر مشابه، لحیم کاری یک روش اتصال بسیار مهم است. در صنعت تهویه مطبوع و تبرید، بیشتر اتصالات لوله مسی از طریق لحیم کاری انجام می شود.

1. بریزینگ چیست؟

لحیم کاری فرآیندی است که از یک فلز پرکننده با نقطه ذوب کمتر از فلز پایه استفاده می کند. تحت حرارت، فلز پرکننده ذوب می شود و به شکاف بین قطعات کار جریان می یابد. پس از سرد شدن، یک لایه پیوند بین فلز پرکننده و فلز پایه تشکیل می‌شود و یک اتصال قوی ایجاد می‌کند.

به زبان ساده:

لحیم کاری=گرم کردن قطعه کار + ذوب فلز پرکننده + پر کردن شکاف اتصال + خنک کردن برای تشکیل اتصال.

در طول لحیم کاری، فلز پایه معمولا ذوب نمی شود. این یکی از تفاوت های کلیدی بین لحیم کاری و جوشکاری ذوبی است.

2. اصل کار پایه لحیم کاری

لحیم کاری عمدتاً به سه عامل کلیدی برای تکمیل اتصال متکی است.

1. گرمایش

قطعه کار با استفاده از شعله، گرمایش القایی، حرارت کوره، گرمایش مقاومتی یا روش های دیگر تا دمای مناسب گرم می شود. این دما باید بالاتر از نقطه ذوب فلز پرکننده باشد اما کمتر از نقطه ذوب فلز پایه باشد.

2. ذوب فلز پرکننده

هنگامی که دما به نقطه ذوب فلز پرکننده می رسد، فلز پرکننده ذوب شده و به مایع تبدیل می شود.

3. پر کردن مویرگی شکاف مفصل

فلز پرکننده مایع با عمل مویرگی به داخل شکاف مفصل جریان می‌یابد و روی سطح فلز پایه خیس و منتشر می‌شود. پس از خنک شدن، اتصال یک اتصال پایدار ایجاد می کند.

کیفیت لحیم کاری به شدت به کنترل دما، فاصله اتصال، تمیزی سطح و انتخاب فلز پرکننده بستگی دارد.

3. مواد متداول مورد استفاده در لحیم کاری

مواد رایج در لحیم کاری عبارتند از: فلز پایه، فلز پرکننده و فلاکس.

1. بیس متال

فلز پایه ماده ای است که باید به هم متصل شود. فلزات پایه رایج عبارتند از:

• مس
• برنج
• فولاد کربن
• فولاد ضد زنگ
• آلومینیوم
• آلیاژهای مس
• ترکیبات فلزی غیر مشابه

در صنعت تهویه مطبوع و تبرید، رایج ترین کاربردها اتصالات مس-به-مس-به-برنج و مس{4}}به-فولاد است.

2. فیلر متال

فلز پرکننده ماده ای است که در حین لحیم کاری، محل اتصال را ذوب کرده و پر می کند. فلزات پرکننده رایج عبارتند از:

• فلزات پرکننده مبتنی بر نقره-
• فلزات پرکننده مس-فسفر
• فلزات پرکننده برنجی
• فلزات پرکننده مبتنی بر{0}آلومینیوم
• فلزات پرکننده مبتنی بر نیکل-

فلزات پرکننده مختلف برای مواد و محیط های کاری مختلف مناسب هستند. به عنوان مثال، فلزات پرکننده مس-فسفر معمولاً برای اتصالات لوله مسی استفاده می‌شوند. هنگامی که به استحکام بالاتر، عملکرد آب بندی یا مقاومت در برابر خوردگی نیاز است، ممکن است از فلزات پرکننده مبتنی بر نقره- استفاده شود.

3. شار

فلوکس برای حذف اکسیدهای سطح فلز، بهبود خیس شدن فلز پرکننده و افزایش کیفیت لحیم کاری استفاده می شود.

فلاکس معمولاً برای اتصال مس با فولاد، فولاد ضد زنگ، برنج و مواد دیگر استفاده می شود. با این حال، در برخی از برنامه‌های لحیم‌کاری مس-به-مس، ممکن است هنگامی که از فلز پرکننده حاوی فسفر{3}}استفاده می‌شود، شار اضافی لازم نباشد.

4. انواع اصلی لحیم کاری

لحیم کاری را می توان با توجه به روش گرمایش به چند نوع تقسیم کرد.

1. لحیم کاری با شعله

لحیم کاری با شعله از شعله گاز برای گرم کردن قطعه کار استفاده می کند. این یک روش سنتی و پرکاربرد است.

مزایا:

• هزینه تجهیزات کمتر
• عملیات انعطاف پذیر
• مناسب برای کارهای کوچک-تولید دسته ای یا تعمیر

معایب:

• به شدت به تجربه اپراتور وابسته است
• ثبات دمایی ضعیف تر
• ثبات محدود در تولید انبوه

2. لحیم کاری القایی

لحیم کاری القایی از القای الکترومغناطیسی برای گرم کردن موضعی و سریع قطعه کار استفاده می کند. برای تولید انبوه لوله های مسی، ترانسفورماتورها، اجزای موتور و اتصالات فلزی مناسب است.

مزایا:

• سرعت گرمایش سریع
• کنترل دمای پایدار
• گرمای کوچک-منطقه تحت تأثیر
• قوام مفصل خوب
• مناسب برای تولید خودکار

برای خطوط لوله تهویه مطبوع، اتصالات لوله مسی و تولید با حجم بالا، لحیم کاری القایی مزایای واضحی را ارائه می دهد.

3. لحیم کاری کوره

لحیم کاری کوره در یک اتمسفر کنترل شده-یا کوره خلاء انجام می شود. برای تولید دسته‌ای{2}}با ثبات بالا مناسب است.

مزایا:

• دمای یکنواخت
• سازگاری خوب محصول
• مناسب برای پردازش دسته ای اجزای پیچیده

معایب:

• سرمایه گذاری تجهیزات بالاتر
• چرخه فرآیند نسبتا طولانی تر
• برای تمام اجزای بزرگ یا کاربردهای لحیم کاری موضعی مناسب نیست

4. لحیم کاری مقاومتی

لحیم کاری مقاومتی با عبور جریان الکتریکی از ناحیه اتصال گرما تولید می کند. برای اتصالات خاص قطعات فلزی کوچک مناسب است.

مزایا:

• گرمایش متمرکز
• زمان چرخه سریع
• ادغام آسان در تجهیزات خودکار

5. مزایای اصلی لحیم کاری

لحیم کاری به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد زیرا مزایای متعددی را ارائه می دهد.

1. مناسب برای مصالح دیوار نازک-

از آنجایی که فلز پایه معمولاً ذوب نمی‌شود، لحیم کاری برای لوله‌های مسی دیوار نازک-، قطعات دقیق و مجموعه‌های کوچک مناسب است.

2. قدرت مشترک پایدار

با طراحی مناسب اتصالات و پارامترهای فرآیند، لحیم کاری می تواند اتصالات قوی و قابل اعتماد ایجاد کند.

3. عملکرد آب بندی خوب

فلز پرکننده شکاف اتصال را پر می کند و یک ساختار مهر و موم شده را تشکیل می دهد که لحیم کاری را برای خطوط لوله مبرد، خطوط لوله تحت فشار و مبدل های حرارتی ایده آل می کند.

4. مناسب برای اتصال فلز غیر مشابه

لحیم کاری می تواند مس را به فولاد، مس به برنج، مس را به فولاد ضد زنگ و دیگر ترکیبات فلزی غیرمشابه متصل کند.

5. مناسب برای تولید خودکار

لحیم کاری القایی، لحیم کاری شعله خودکار، و لحیم کاری کوره ای را می توان با سیستم های تغذیه خودکار، موقعیت یابی و بازرسی برای تولید-در حجم بالا ترکیب کرد.

6. کاربردهای رایج لحیم کاری

لحیم کاری در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود، از جمله:

• اتصالات لوله مسی تهویه مطبوع
• اتصال خط لوله سیستم تبرید
• ساخت مبدل حرارتی
• اتصالات خط لوله در اطراف کمپرسورها
• لحیم کاری شینه مسی ترانسفورماتور
• اتصالات سیم پیچ موتور
• خطوط لوله و قطعه سازی خودرو
• اتصال ابزار، کاتر و کاربید
• اتصالات قطعات فولادی ضد زنگ و مس

در صنعت تهویه مطبوع و تبرید، لحیم کاری عمدتا برای اطمینان از عملکرد آب بندی خط لوله و قابلیت اطمینان سیستم استفاده می شود.

7. عوامل کلیدی موثر بر کیفیت لحیم کاری

لحیم کاری ممکن است ساده به نظر برسد، اما اتصالات{0}}با کیفیت بالا پایدار به کنترل چندین عامل نیاز دارند.

1. تمیزی سطح

روغن، لایه های اکسید، گرد و غبار و رطوبت روی سطح قطعه کار می تواند بر خیس شدن فلز پرکننده تأثیر بگذارد و باعث اتصالات ضعیف، تخلخل یا نشت شود.

راه حل ها:

• قبل از لحیم کاری چربی زدایی کنید
• لایه های اکسید را حذف کنید
• مفصل را خشک و تمیز نگه دارید
• در صورت لزوم از فلاکس استفاده کنید

2. ترخیص مشترک

لحیم کاری به عمل مویرگی برای پر کردن شکاف مفصل متکی است. اگر شکاف خیلی بزرگ باشد، فلز پرکننده ممکن است به درستی پر نشود. اگر شکاف خیلی کوچک باشد، فلز پرکننده ممکن است به اندازه کافی وارد نشود.

راه حل ها:

• گسترش و کاهش ابعاد را کنترل کنید
• از ترخیص مونتاژ ثابت اطمینان حاصل کنید
• برای موقعیت یابی از وسایل مناسب استفاده کنید
• ابعاد را در طول تولید انبوه بررسی کنید

3. دمای گرمایش

اگر دما خیلی پایین باشد، فلز پرکننده نمی تواند ذوب شود و به درستی جریان یابد. اگر دما خیلی بالا باشد، ممکن است گرمای بیش از حد، اکسیداسیون یا تخریب فلز پایه رخ دهد.

راه حل ها:

• دمای گرمایش مناسب را تنظیم کنید
• کنترل زمان گرمایش
• از سیستم های نظارت بر دما یا کنترل خودکار استفاده کنید
• پارامترهای فرآیند اختصاصی را برای مواد مختلف تنظیم کنید

4. انتخاب فلز پرکننده

نوع فلز پرکننده بر استحکام اتصال، جریان پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و دمای سرویس تأثیر می گذارد.

راه حل ها:

• فلز پرکننده را با توجه به فلز پایه انتخاب کنید
• محیط عملیاتی محصول را در نظر بگیرید
• فلز پرکننده را بر اساس استحکام و الزامات آب بندی انتخاب کنید
• از عدم تطابق بین فلز پرکننده و فلز پایه جلوگیری کنید

5. یکنواختی گرمایش

گرمای ناهموار می تواند منجر به جریان ناکافی فلز پرکننده، لحیم کاری ناقص یا گرمای بیش از حد موضعی شود.

راه حل ها:

• موقعیت شعله یا سیم پیچ القایی را بهینه کنید
• برای موقعیت یابی پایدار از وسایل اختصاصی استفاده کنید
• از گرم کردن فقط فلز پرکننده بدون گرم کردن فلز پایه خودداری کنید
• اعتبار فرآیند برای ساختارهای پیچیده

8. عیوب و علل رایج لحیم کاری

مشکلات رایج لحیم کاری عبارتند از:

1. مفاصل ضعیف

دلایل احتمالی عبارتند از دمای ناکافی، سطوح نجس، یا جریان ضعیف فلز پرکننده.

2. لحیم کاری از دست رفته

این معمولاً به دلیل گرمای ناهموار، فلز پرکننده ناکافی یا فاصله نامناسب مفصل ایجاد می شود.

3. تخلخل

تخلخل ممکن است در اثر آلودگی سطح، باقیمانده رطوبت، استفاده نادرست از فلاکس یا گرم شدن خیلی سریع ایجاد شود.

4. گرم شدن بیش از حد

دمای بیش از حد بالا یا زمان گرمایش بیش از حد طولانی ممکن است باعث اکسیداسیون جدی یا حتی آسیب به فلز پایه شود.

5. نشتی

نشتی در خطوط لوله تبرید رایج است و معمولاً به لحیم کاری ناقص، فاصله ناپایدار اتصالات یا تمیز کردن ناکافی مربوط می شود.

کلید کاهش این مشکلات ایجاد رویه‌های پایدار برای-تمیز کردن قبل از لحیم کاری، موقعیت مونتاژ، کنترل دما، و-بازرسی پس از لحیم کاری است.

9. تفاوت بین لحیم کاری و جوش چیست؟

بسیاری از مردم لحیم کاری را با جوشکاری معمولی اشتباه می گیرند. تفاوت اصلی این است:

• لحیم کاری:فلز پایه معمولا ذوب نمی شود. فلز پرکننده ذوب شده و محل اتصال را پر می کند.
• جوشکاری:فلز پایه معمولاً به صورت موضعی ذوب می شود و پس از خنک شدن یک اتصال ایجاد می کند.

لحیم کاری برای قطعات دیوار نازک-، اجزای دقیق، فلزات غیرمشابه، و اتصالاتی که به عملکرد آب بندی خوبی نیاز دارند، مناسب تر است. جوشکاری معمولی برای قطعات فلزی ساختاری ضخیم تر با نیاز به استحکام بالاتر مناسب تر است.

10. روند اتوماسیون در لحیم کاری

از آنجایی که تولیدکنندگان خواستار کارایی، کیفیت و ثبات بالاتری هستند، لحیم کاری به سمت اتوماسیون و تولید هوشمند در حال حرکت است.

تجهیزات لحیم کاری خودکار می توانند ادغام شوند:

• بارگیری خودکار
• موقعیت یابی خودکار
• بستن خودکار
• گرمایش اتوماتیک
• تغذیه سیم اتوماتیک
• خنک کننده اتوماتیک
• بازرسی خودکار
• تخلیه خودکار

در مقایسه با لحیم کاری دستی، لحیم کاری خودکار مزایای زیر را ارائه می دهد:

• کیفیت لحیم کاری پایدارتر
• کنترل دمای گرمایش بهتر
• راندمان تولید بالاتر
• هزینه نیروی کار کمتر
• سازگاری بهتر محصول
• مناسب برای تولید انبوه

در تهویه مطبوع، تبرید، پردازش لوله های مسی و صنایع الکتریکی، لحیم کاری القایی و تجهیزات لحیم کاری خودکار به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

نتیجه گیری

لحیم کاری یک فرآیند اتصال است که از یک فلز پرکننده با نقطه ذوب پایین{{0} برای اتصال قطعات فلزی استفاده می کند. مزایایی مانند حداقل ذوب فلز پایه، عملکرد آب بندی خوب، و مناسب بودن برای قطعات نازک-دیواره و اتصال فلزات غیر مشابه را ارائه می دهد.

در تهویه مطبوع، تبرید، تهویه مطبوع، مبدل های حرارتی، موتورها، ترانسفورماتورها و تولیدات صنعتی، لحیم کاری یک روش اتصال بسیار مهم است. برای دستیابی به اتصالات لحیم کاری شده با کیفیت بالا، سازندگان باید تمیزی سطح، فاصله اتصال، دمای گرمایش، انتخاب فلز پرکننده و بازرسی پس از لحیم کاری را کنترل کنند.

همانطور که فناوری اتوماسیون همچنان در حال توسعه است، لحیم کاری به سمت راندمان بالاتر، سازگاری بهتر و تولید هوشمندتر حرکت می کند و راه حل های پیوستن پایدارتر و قابل اعتمادتری را به تولیدکنندگان ارائه می دهد.