Hướng dẫn toàn diện về hàn bạc: Nguyên tắc, quy trình, ứng dụng và lựa chọn

Hàn bạc là gì?
Hàn bạc là một quá trình nối sử dụng -kim loại phụ chứa sắt-thường là hợp kim có chứa bạc, đồng, kẽm và/hoặc cadmium-để liên kết hai hoặc nhiều bộ phận được gắn chặt với nhau. Hợp kim được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy (thường trên 800 độ F / 427 độ), cho phép nó chảy vào khớp thông qua hoạt động mao dẫn. Ở nhiệt độ chất lỏng, kim loại phụ nóng chảy tương tác với một lớp mỏng kim loại cơ bản; khi làm mát, sự đan xen của các cấu trúc hạt tạo ra một mối nối kín, đặc biệt chắc chắn. Khớp tạo thành có cấu trúc "bánh sandwich" trong đó các lớp vật liệu khác nhau được liên kết bằng kim loại với nhau.

Chất hàn bạc được cung cấp ở nhiều dạng rắn khác nhau, bao gồm vòng, dây, dải, vòng đệm, bột và bột nhão. Việc sưởi ấm có thể đạt được bằng cách sử dụng nhiều nguồn nhiệt khác nhau, chẳng hạn như đèn khò, cảm ứng, điện trở, tia hồng ngoại, lò nướng hoặc lò nung. Chất trợ dung là vật liệu phụ trợ thiết yếu trong hàn bạc, được sử dụng để loại bỏ các oxit hiện có khỏi bề mặt kim loại cơ bản và ngăn chúng biến dạng.

Đặc tính nhiệt độ và hàn bạc
Hàn bạc được phân loại là quy trình hàn nhiệt độ-thấp. Các thanh phụ được sử dụng có nhiệt độ nóng chảy từ 1145 độ F đến 1650 độ F (618 độ đến 899 độ)-thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ cần thiết cho chất độn hàn hợp kim đồng-. Do nhiệt độ vận hành thấp hơn nên kim loại cơ bản thường không đạt đến nhiệt độ biến đổi tới hạn có thể gây ra độ giòn; điều này mang lại cho việc hàn bạc một lợi thế khác biệt trong sản xuất chính xác.

Quá trình hàn bạc
Hàn bạc cũng tuân theo các bước cơ bản giống như các phương pháp hàn khác: đảm bảo hoạt động mao dẫn thích hợp, làm sạch bề mặt kim loại cơ bản, bôi chất trợ dung, gia nhiệt đồng đều và làm sạch-sau hàn.

Phải đặc biệt chú ý đến tính đồng nhất trong quá trình gia nhiệt. Phần kim loại dày hơn cần nhiều nhiệt hơn; nếu có sự khác biệt đáng kể về độ dẫn nhiệt giữa hai kim loại thì nên truyền nhiều nhiệt hơn cho mặt có độ dẫn nhiệt cao hơn. Vì kim loại phụ chảy về phía các khu vực nóng hơn nên việc gia nhiệt không đều có thể dẫn đến sự phân bổ chất hàn không đồng đều, ảnh hưởng đến chất lượng mối nối.

Hàn bạc thành đồng là một trong những ứng dụng phổ biến nhất. Đồng có độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều so với thép hoặc thép không gỉ; do đó, nhiệt lượng phải được truyền thêm vào mặt đồng trong quá trình này. Nếu không, kim loại phụ bạc sẽ chảy hoàn toàn về phía thành phần đồng, khiến mặt thép không được liên kết.

Phòng ngừa an toàn
Hợp kim hàn bạc được nung nóng và nấu chảy tạo ra khói cadmium oxit, có độc tính cao. Người vận hành phải đeo thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) và đảm bảo thông gió đầy đủ. Phải hết sức cẩn thận khi mài các bề mặt có chứa cadmium để ngăn bụi phát tán.

Bề mặt mối nối phải không có oxit, cặn, dầu mỡ, bụi bẩn và các chất lạ khác. Các bề mặt (trừ bề mặt được mạ cadmium{1}}) có thể được làm sạch bằng cơ học bằng bàn chải sắt hoặc vải mài mòn hoặc bằng phương pháp hóa học như tẩy axit. Độ sạch quyết định trực tiếp đến chất lượng hàn; bất kỳ dư lượng nào cũng có thể cản trở hoạt động mao dẫn, dẫn đến liên kết yếu hoặc khớp không hoàn chỉnh.

Ưu điểm chính của hàn bạc
Các khớp nối hàn bạc-có độ bền cao, kín khí và chống rò rỉ-, đồng thời đáp ứng các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt về tính chất cơ học, độ dẫn điện, độ kín áp suất, khả năng chống ăn mòn và nhiệt độ vận hành. Các điểm tiếp xúc điện được hàn bằng bạc-được sử dụng rộng rãi trong ngành điện nhờ khả năng dẫn điện tuyệt vời và điện trở tiếp xúc ổn định trong môi trường tần số-cao.

Việc hàn đồng tiếp xúc bạc có thể được thực hiện bằng máy móc tự động, cho phép nối kim loại-hiệu quả về mặt chi phí với năng suất cao. Điều này khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hoạt động nối kim loại có khối lượng lớn-. Hợp kim hàn bạc không chứa cadmium{4}}có sẵn ở dạng bột nhão, giúp đơn giản hóa hơn nữa quy trình cấp nguyên liệu trên dây chuyền sản xuất tự động.

Ứng dụng điển hình

Trong lĩnh vực sản xuất dụng cụ, hàn đồng bạc thường được sử dụng để nối các hạt dao cacbua với cán dụng cụ. Vì nhiệt độ hàn bạc thấp hơn nhiệt độ cần thiết cho kim loại phụ hợp kim đồng-nên các hạt dao không bị mất độ cứng do quá nóng-một lợi thế mà hàn hồ quang không thể mang lại.

Gắn các tiếp điểm bạc vào thanh cái đồng là cách làm phổ biến trong các thiết bị điện. Hàn thanh cái đồng vào điểm tiếp xúc bạc có thể khiến đồng bị ủ và mềm do nhiệt độ cao; ngược lại, hàn bạc tạo ra liên kết an toàn ở nhiệt độ thấp hơn, bảo toàn độ bền cơ học của đồng.

Các cụm tiếp điểm bạc được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận như rơle và cầu dao. Khả năng chống mài mòn và độ dẫn điện của bạc khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các công tắc điện và việc hàn bạc mang lại phương pháp đáng tin cậy nhất để cố định các điểm tiếp xúc này vào các bộ phận cơ bản của chúng.