6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु में असमान धातुओं की नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया पर अनुसंधान/लालतांबे का जोड़
सार: 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु/लाल तांबे के जोड़ के लिए भिन्न धातु के साथ एक नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया विकसित की गई। यह विधि वेल्डिंग सामग्री के रूप में जिंक-एल्युमिनियम फ्लक्स कोर्ड वायर का उपयोग करती है, TIG वेल्डिंग और ब्रेज़िंग की विशेषताओं को जोड़ती है, और इसमें सुविधाजनक संचालन और उच्च दक्षता के फायदे हैं। भट्ठी में पारंपरिक ब्रेज़िंग के साथ तुलना करके जोड़ की गीलापन, कतरनी शक्ति और सूक्ष्म संरचना का विश्लेषण किया गया। परिणाम बताते हैं कि नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया प्रभावी रूप से 6063 एल्युमिनियम मिश्र धातु/लाल तांबे के जोड़ की वेल्डिंग को साकार कर सकती है, और 70.2 N/mm2 तक उच्च संयुक्त कतरनी शक्ति प्राप्त कर सकती है।
कुंजी शब्द: एल्यूमीनियम तांबा संयुक्त; टांकना; फ्लक्स कोर्ड टांकना तार; ज़ीन एल्यूमीनियम भराव धातु।
एल्युमीनियम और तांबे का उपयोग बिजली संचरण, ऊष्मा विनिमय और दैनिक आवश्यकताओं जैसे क्षेत्रों में उनकी अच्छी विद्युत और तापीय चालकता के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। इन दोनों की तुलना में, एल्युमीनियम की विद्युत और तापीय चालकता तांबे जितनी अच्छी नहीं है।
एल्युमीनियम का बाजार मूल्य तांबे का 1/3 है, और एल्युमीनियम का घनत्व तांबे का केवल 1/3 है।
यांत्रिक गुणों और इलेक्ट्रोथर्मल गुणों पर विचार किए बिना, समान घटकों के लिए एल्यूमीनियम सामग्री की लागत तांबे की सामग्री का 1/9 है। इसलिए, लोग उत्पादन लागत को कम करने के लिए कई उद्योगों में "तांबे के लिए एल्यूमीनियम को प्रतिस्थापित करने" की तकनीक का उपयोग करते हैं, जैसे कि माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, ऊर्जा उपकरणों, हाइब्रिड वाहन बैटरी और ऊर्जा बैटरी की तैयारी।" एल्यूमीनियम को तांबे से जोड़ने के कई तरीके हैं, प्रक्रिया से लेकर और सामग्री जैसे विभिन्न पहलुओं से शुरू करके, फ्यूजन वेल्डिंग और ब्रेज़िंग का उपयोग किया जा सकता है। उनमें से, एल्यूमीनियम / तांबे के जोड़ों की फ्यूजन वेल्डिंग में उच्च उत्पादन क्षमता और सुंदर आकार होता है, लेकिन जोड़ भंगुर होते हैं, ताकत में कम होते हैं और दरारें पड़ने की संभावना होती है; ब्रेज़िंग विधि को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। सोल्डर संरचना और ब्रेज़िंग प्रक्रिया में सुधार के आधार पर, उत्कृष्ट प्रदर्शन वाले तांबे / एल्यूमीनियम जोड़ों को प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, ब्रेज़िंग एक आशाजनक तांबा-एल्यूमीनियम कनेक्शन तकनीक है। हालांकि, पारंपरिक ब्रेज़िंग विधियों की कम उत्पादन दक्षता इसके प्रचार में बाधा है। बड़ी समस्या।
यह प्रयोग एक नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया को अपनाता है, जो 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु / लाल तांबे के जोड़ के कुशल कनेक्शन को प्राप्त करने के लिए वेल्डिंग सामग्री के रूप में फ्लक्स-कोर ब्रेज़िंग तार, गर्मी स्रोत के रूप में लौ और टंगस्टन आर्गन आर्क वेल्डिंग ऑपरेशन विधि का उपयोग करता है।
परीक्षण सामग्री और विधियाँ:
इस परीक्षण में इस्तेमाल की गई परीक्षण प्लेट सामग्री 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु और लाल तांबा है। सोल्डर सामग्री Zn75Al25 और Zn92AI8, दो जिंक-एल्यूमीनियम फ्लक्स-कोर ब्रेज़िंग तार, और संबंधित घटकों के साथ जिंक-एल्यूमीनियम सॉलिड कोर सोल्डर हैं। सभी फ्लक्स CsF-AlF हैं, जो एक मध्यम तापमान गैर-संक्षारक फ्लक्स है।
परीक्षण के परिणामों के विश्लेषण से, 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु और तांबे पर फ्लक्स कोर ब्रेज़िंग वायर सोल्डर की वेटेबिलिटी फ्लक्स को कवर करने वाले सोल्डर से बहुत अलग नहीं है। यह जिंक-एल्यूमीनियम मिश्र धातु के कम गलनांक के कारण है। उच्च तापमान पर जल्दी पिघलने के बाद, फ्लक्स समय के साथ द्रवीभूत हो जाता है और बेस मेटल के सतह ऑक्साइड को प्रभावी ढंग से हटा देता है, जिससे बेस मेटल को सोल्डर की गीली करने की क्षमता सुनिश्चित होती है। Zn92Al8 की तुलना में, Zn75Al25 में बेहतर वेटेबिलिटी है चाहे 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेट या तांबे की प्लेट पर। दोनों 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु पर अच्छी तरह से फैल सकते हैं। हालांकि, लाल तांबे पर वेटेबिलिटी औसत है। Zn75Al25 का प्रसार क्षेत्र लगभग 50 मिमी है, जो स्वीकार्य है, जबकि Zn92Al8 का केवल लगभग 30 मिमी है, जो आसानी से ब्रेज़िंग के दौरान दोष पैदा कर सकता है। यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे जिंक की मात्रा बढ़ती है, तांबे पर सोल्डर की वेटेबिलिटी खराब होती जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सतही तनाव के अलावा, तरल सोल्डर और बेस मेटल के बीच की नमी को प्रभावित करने वाले कारक अधिक महत्वपूर्ण रूप से सोल्डर और बेस मेटल के बीच का संबंध है। सोल्डर में एल्यूमीनियम और जस्ता तत्व एक दूसरे के साथ बातचीत करेंगे। तांबे का आधार धातु इंटरमेटेलिक यौगिक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। तांबे पर जस्ता-एल्यूमीनियम सोल्डर की प्रसार क्षमता उत्पादित इंटरमेटेलिक यौगिकों के रूप और मात्रा से संबंधित है। जब एल्यूमीनियम की मात्रा कम होती है, तो तांबा-जस्ता इंटरमेटेलिक यौगिक उत्पन्न होंगे, जिनका गलनांक उच्च होता है। जब वे उत्पन्न होते हैं, तो वे डेंड्राइट्स और शूट में बढ़ेंगे, जो तरल सोल्डर के प्रसार में बाधा डालेंगे।
परीक्षण के परिणामों से यह देखा जा सकता है कि 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु/लाल तांबे के जोड़ों को अलग-अलग सोल्डर के साथ ब्रेज़ करने पर, नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया द्वारा प्राप्त जोड़ों की कतरनी शक्ति पारंपरिक लौ ब्रेज़िंग विधि द्वारा प्राप्त की गई शक्ति से अधिक है। फ्लक्स-कोर ब्रेज़िंग वायर Zn75Al25 का उपयोग करके प्राप्त संयुक्त की कतरनी शक्ति सबसे अधिक है, जो 70.20 N/mm2 है।
प्रक्रिया विश्लेषण से, जब भट्ठी की ब्रेज़िंग के लिए पारंपरिक ब्रेज़िंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, तो ब्रेज़िंग फिलर धातु और फ्लक्स को पहले से ही परीक्षण प्लेट पर रखा जाता है। उच्च तापमान पर ब्रेज़िंग फिलर धातु पिघलने के बाद, यह ब्रेज़िंग कनेक्शन को पूरा करने के लिए ब्रेज़िंग सीम में स्वचालित रूप से प्रवाहित होने के लिए बेस मेटल पर इसकी वेटेबिलिटी पर निर्भर करता है। इस प्रक्रिया के दौरान, बेस मेटल की सतह की गुणवत्ता, परीक्षण प्लेट का प्लेसमेंट स्तर और ब्रेज़िंग सीम गैप जैसे कारक वेल्डिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करेंगे। तांबे पर Zn92Al8 की खराब वेटेबिलिटी के कारण, जोड़ की कतरनी ताकत केवल 26.96 N/mm होती है, और जोड़ के संलयन की आंशिक कमी जैसे दोष होने की संभावना होती है। नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया मैनुअल वायर फिलिंग का उपयोग करती है, जिसे संचालित करना आसान है और यह फ्यूजन वेल्डिंग विधि में आर्गन आर्क वेल्डिंग के संचालन के समान है। इसलिए, यह ब्रेज़िंग सीम गैप और अन्य प्रभावों के प्रभावों से प्रभावी रूप से बच सकता है, और एक मोटा और सुंदर वेल्ड बना सकता है। चूंकि तार भरना और फ्लक्स जोड़ना एक साथ किया जाता है, इसलिए सोल्डर और फ्लक्स का अनुपात वैज्ञानिक रूप से तय होता है, जो अनुचित संचालन के कारण होने वाले वेल्डिंग दोषों को भी कम करता है। इसलिए, प्रक्रिया विधियों के संदर्भ में, नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया में पारंपरिक भट्ठी ब्रेज़िंग की तुलना में बेहतर लचीलापन, स्थिरता और विश्वसनीयता है।
ब्रेज़िंग सामग्रियों के विश्लेषण से, Zn75Al25 सोल्डर का उपयोग करने वाले जोड़ों की कतरनी ताकत Zn92Al8 सोल्डर की तुलना में अधिक है। एक ओर, ऐसा इसलिए है क्योंकि 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु और तांबे पर Zn75A125 का गीला प्रदर्शन Zn92Al8 की तुलना में बेहतर है। वेल्डिंग के दौरान, सोल्डर को ब्रेज़िंग सीम में बहना और गीला करना आसान होता है; दूसरी ओर, जोड़ की कतरनी ताकत ब्रेज़िंग सीम के माइक्रोस्ट्रक्चर की मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति है, और जोड़ के माइक्रोस्ट्रक्चर के आगे के अवलोकन और विश्लेषण की आवश्यकता है।
निष्कर्ष:
समान संरचना की सोल्डर सामग्रियों के लिए, नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया द्वारा प्राप्त 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु/तांबा जोड़ में पारंपरिक भट्टी में ब्रेज़ किए गए जोड़ की तुलना में अधिक महीन और सघन संरचना और उच्च कतरनी शक्ति होती है; तांबे और एल्यूमीनियम पर Zn78A122 सोल्डर सामग्री की गीलापन और कतरनी शक्ति Zn92AI8 सोल्डर जोड़ की तुलना में अधिक होती है।
6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु/तांबा संयुक्त की संरचना, नई Zn75Al25 ब्रेज़िंग प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, ब्रेज़िंग सीम के एल्यूमीनियम पक्ष पर काले (ax+ zm) यूटेक्टिक के साथ लिपटे हुए अवक्षेप का एक सफेद नेटवर्क वितरण है; तांबे की तरफ की संरचना तांबा-जस्ता एल्यूमीनियम ठोस समाधान इंटरफ़ेस यौगिक, सफेद बड़े पैमाने पर z संरचना और वृक्ष के समान संरचना है, और बाकी बड़ी संख्या में काले (ax1+ zm) यूटेक्टिक हैं।
नई ब्रेज़िंग प्रक्रिया 6063 एल्यूमीनियम मिश्र धातु/लाल तांबे के जोड़ों की वेल्डिंग को प्रभावी ढंग से महसूस कर सकती है, आसान संचालन, उच्च वेल्डिंग दक्षता और उच्च संयुक्त कतरनी ताकत के साथ, 70.2 एन / मिमी 2 तक।
