Analiza postopka spajkanja plemenitih kovin

Plemenite kovine se v glavnem nanašajo na Au, Ag, Pd, Pt in druge materiale, ki imajo dobro električno prevodnost, toplotno prevodnost, odpornost proti koroziji in visoko temperaturo taljenja. Široko se uporabljajo pri izdelavi komponent odprtega in zaprtega tokokroga v električni opremi.

 

 

Lastnosti trdega spajkanja plemenitih kovin:
Kot material za elektrošok ima plemenita kovina skupno značilnost majhne površine za spajkanje, kar zahteva, da ima kovina za trdo spajkanje dobro odpornost na udarce, visoko trdnost, določeno odpornost proti oksidaciji in lahko prenese napad obloka, vendar ne spremeni lastnosti kontaktnega materiala in električne učinkovitosti komponent . Zaradi omejitve področja spajkanja z elektrošokom ni dovoljeno prelivanje polnilnega materiala. Parametre postopka spajkanja je treba strogo nadzorovati.

Večino metod segrevanja je mogoče uporabiti za spajkanje kontaktov iz plemenitih kovin. Spajkanje s plamenom se običajno uporablja za večje kontaktne sklope. Indukcijsko spajkanje je primerno za množično proizvodnjo. Uporovno trdo spajkanje je mogoče izvesti z običajnim uporovnim varilcem, vendar je treba izbrati manjši tok in daljši čas trdo spajkanja, kot elektrodo se lahko uporabi ogljikov blok. Trdo spajkanje v peči se lahko uporabi, kadar je treba hkrati spajkati veliko kontaktnih komponent ali ko je na eno komponento spajkanih več kontaktov. Plemenite kovine spajkamo v atmosferi z običajnimi metodami. Kakovost dobljenih spojev je slaba, z vakuumskim spajkanjem pa dobimo zelo kakovostne spoje brez vpliva na sam material.

Izbira dodajnega materiala za spajkanje plemenitih kovin:
Spajke na osnovi srebra in bakra se v glavnem uporabljajo za trdo spajkanje zlata in njegovih zlitin, ki ne zagotavljajo le električne prevodnosti spajkalnega šiva, temveč tudi olajšajo močenje. Če je mogoče izpolniti zahteve glede prevodnosti spoja, se lahko uporabi spajka, ki vsebuje Ni, Pd, Pt in druge elemente. Možna je tudi uporaba dodajnih kovin za trdo spajkanje z zlitinami niklja in kobalta ter dobro odpornostjo proti oksidaciji, kot je dodajna kovina Ag-cu-Ti, pri temperaturi spajkanja, ki ni višja od 1000 C.

Srebrov oksid, ki nastane na površini srebra, ni stabilen in ga je mogoče zlahka spajkati. Sn-Pb spajka z vodno raztopino cinkovega klorida ali kolofonije se lahko uporablja kot spajkalno sredstvo za spajkanje srebra. Srebrna spajka se pogosto uporablja za trdo spajkanje z boraksom, borovo kislino ali njuno mešanico kot polnilno kovino. Spajke na osnovi srebra, kot so B-Ag61CuIn, B-Ag59CuSn in B-Ag72Cu, se večinoma uporabljajo za vakuumsko trdo spajkanje srebra in njegovih kontaktov iz srebrovih zlitin.

Trdo spajkanje paladijevih kontaktov je mogoče izvesti z topili na osnovi zlata ali niklja, ki jih je enostavno oblikovati, ali spajkami na osnovi srebra, bakra ali mangana.

Trdo spajkanje platine in njenih kontaktov iz platinske zlitine, spajke na osnovi srebra, bakra, zlata ali paladija se pogosto uporabljajo. Izbrana je spajka B-Au70Pt30, ki ne samo da ne spremeni barve platine, ampak lahko tudi učinkovito izboljša temperaturo ponovnega taljenja in poveča trdnost in trdoto spajkalnega spoja. Spajka B-Ti49Cu49Be2 je na voljo, če želimo platinaste kontakte spajkati neposredno na zlitino Kovar. Za platinaste kontakte, ki delujejo v nekorozivnih medijih pri temperaturah, ki ne presegajo 400 C, je treba dati prednost spajkanju iz čistega bakra brez kisika z nizkimi stroški in dobrimi procesnimi zmogljivostmi.

Pred spajkanjem je treba dele za varjenje, zlasti kontaktne komponente, preveriti in potipati. Stiki, izluknjani iz pločevine ali odrezani od letvic, ne smejo biti deformirani s prebijanjem ali striženjem. Spajkalna površina kontakta, ki nastane z stiskanjem, natančnim stiskanjem in kovanjem, mora biti ravna, da se zagotovi dober stik z ravno površino nosilca. Površine delov, ki jih je treba zvariti, ali katerega koli polmera morajo biti enakomerno usklajene, da se zagotovi pravilno kapilarno delovanje med spajkanjem.

Pred spajkanjem različnih kontaktov je treba s kemičnimi ali mehanskimi sredstvi odstraniti oksidni film na površini zvara, površino zvara pa skrbno očistiti z bencinom ali alkoholom, da odstranimo mast, mast, prah in umazanijo, ki ovirajo vlaženje in tok.

Za majhne zvare uporabite lepila za predhodno namestitev, da zagotovite, da med nalaganjem v peč, nalaganjem polnilne kovine in drugimi postopki rokovanja ne pride do premika. Uporabljena lepila ne smejo škodovati spajkanju. Pri velikih zvarih ali posebnih stikih je treba montažo pozicionirati s pomočjo sponk z dvignjenimi ali utori za stabilizacijo zvara.

Zaradi dobre toplotne prevodnosti materialov iz plemenitih kovin je treba stopnjo segrevanja določiti glede na vrsto materiala. Hitrost hlajenja je treba ustrezno nadzorovati, tako da je napetost pri spajkanju enakomerna. Metoda ogrevanja mora omogočiti, da deli za trdo spajkanje istočasno dosežejo temperaturo za spajkanje. Pri manjših kontaktih iz plemenitih kovin se je treba izogibati neposrednemu segrevanju in prevodno segrevanje lahko izvajamo z drugimi deli. Na kontakte je treba uporabiti določen pritisk, da ostanejo pritrjeni, medtem ko se spajka topi in teče. Da bi ohranili togost kontaktnih nosilcev ali nosilcev, se je treba izogibati žarjenju, segrevanje pa je lahko omejeno na območje trdo spajkalne površine, npr. s prilagajanjem položaja plamena, indukcijskim ali uporovnim spajkanjem. Da bi se izognili raztapljanju žlahtnih kovin v polnilu za trdo spajkanje, je mogoče sprejeti ukrepe, kot so nadzor količine polnila za trdo spajkanje, izogibanje čezmernemu segrevanju, omejitev časa spajkanja pri temperaturi spajkanja in enakomerna porazdelitev toplote.