Лемљење контаката и жица

Лемљење - процес спајања метала у чврстом стању са лемовима, који се растапају у отвор, влаже површине које се лемљују, а када се охладе, учвршћују, формирају залемљени шав.

Лемљење се врши на температури испод температуре топљења материјала делова који се спајају. Истовремено, температура лема који се користи за лемљење треба да буде нешто виша од тачке топљења, а температура делова који се спајају треба да буде близу температуре топљења лема. Усклађеност са овим условом је неопходна да би се добила таква покретљивост лема, која обезбеђује попуњавање празнина у шавовима између контактних елемената и проток око њихових површина.

Квалитетан спој за лемљење може се постићи само ако лем влажи контактне површине елемената који се спајају, а такође има висока капиларна својства и обезбеђује попуњавање празнина између елемената који се спајају.

Металуршки начин спајања делова помоћу лема са тачком топљења испод 450 ° Ц назива се меко лемљење. Адхезија лема на метал настаје услед пријањања лема на метал. Треба напоменути да се тачка топљења лема за меко лемљење на 450 ° Ц претпоставља условно.

Израда контактних спојева помоћу лема са тачком топљења изнад 450 ° Ц назива се лемљење. Везивање лема за метал у овом случају је последица и адхезије и дифузије лема у метал.

Приликом лемљења готово да нема топљења спојених елемената, па се залемљени спојеви лакше поправљају.

Лемљење ствара везе између практично било ког истог метала или комбинације различитих метала.

Бакар је један од метала који се лако леми. Међутим, додавање легирајућих елемената бакру компликује процес лемљења, пошто присуство нечистоћа у бакру мења својства оксидних филмова, који представљају препреку за формирање поуздане везе. Поред тога, нечистоће у легурама бакра реагују током лемљења и формирају крхке спојеве. С тим у вези, приликом успостављања контактних веза, флуксови и лемови морају бити пажљиво одабрани.

Лемљење алуминијума представља два велика изазова. Прво, на алуминијуму постоји ватростални оксидни филм, а друго, алуминијум има високу топлотну проводљивост са релативно малим топлотним капацитетом и великим коефицијентом линеарне експанзије. Стога, у процесу лемљења алуминијумских контактних елемената, грејање мора бити локализовано, избор флукса се мора извршити у зависности од легирајућих адитива уведених у метал.

Карактеристике различитих метала који се спајају или њихове комбинације предодређују како технолошки процес лемљења тако и лемове, флуксове и опрему која се користи за лемљење.

Заварена контактна структура

Лемљење има много заједничког са фузионим заваривањем, али постоје фундаменталне разлике између њих. Ако се током заваривања главни и додатни метали налазе у базену за заваривање у растопљеном стању, онда се главни метал не топи током лемљења.

Уопштено говорећи, лемљење је комплекс металуршких и физичко-хемијских процеса који се одвијају на граници између основног чврстог метала и течног метала — лема.У зависности од физичко-хемијских својстава основног материјала и лема, као и услова и начин лемљења, спој који се формира између њих има другачију структуру. Познато је да је услов за спајање основног метала са лемом адхезија. Приликом влажења чисте металне површине лемом и његовог накнадног очвршћавања, дешавају се следећи процеси.

Ако компоненте које чине лем не ступе у интеракцију са основним металом пре него што се растворе у њему, тада се између лема и овог метала појављују интергрануларне везе. Јачина везе очврслог лема за основни метал је блиска чврстоћи самог лема. Ово је одређено чињеницом да лем испуњава све неправилности и микроканале, који формирају развијену површину пријањања, значајно превазилазећи видљиву контактну површину.

У случају да је растварање једног метала у другом могуће на температури лемљења или на нижим температурама, поред међукристалних веза долази до дифузије атома лема у лемљени метал и обрнуто. Међусобна дифузија лема и метала лема је изузетно осетљива на температуру. Дакле, развој овог процеса зависи од температуре лемљења и трајања загревања. На одређеним температурама, метал шава и компоненте лема формирају интерметалне слојеве на граници споја.

Структура контактног споја направљеног лемљењем је површина која се састоји од слоја ливеног лема који је једнак размаку између елемената који се спајају и са обе стране окружен продуктима интеракције лема са основним металима — интерметалним интермедијером. слојева различитих састава — и области међусобне дистрибуције.

Структура лемљеног споја: 1 — спојене жице; 2 — зоне корозије; 3 — интерметални слојеви; 4 — лем; 5 — зона дифузије

Лемљење алуминијумских жица

Спајање и гранање чврстих жица попречног пресека од 2,5—10 мм2 лемљењем се врши након што се крајеви језгра претходно повежу двоструким увијањем тако да се формира жлеб на месту где се језгра додирују. Спој се загрева пламеном пропан-бутан горионика или бензинске лампе до температуре почетка топљења лема. Затим, уз напор, трљајте спојне површине лемилом уведеним у пламен. Као резултат трења, жлеб се чисти од нечистоћа и калајише када се спој загреје. На овај начин цео спој је запечаћен.

Спајање лемљења и гранање чврстих жица

Спајање, завршетак и гранање изолованих алуминијумских жица лемљењем се врши након поступног сечења контактних површина алуминијумских жица и њиховог претходног калајисања. Крајеви вена се убацују у посебне форме, постављајући их у средину и центар дела цеви тако да се додирују. На жице се постављају заштитни екрани како би заштитили изолацију прикључених жица од дејства пламена. Хладњаци се додатно користе за велике попречне пресеке жица. Унутрашње површине формулара су претходно обојене хладном бојом или трљане кредом. Места на којима жице улазе у матрицу су запечаћена азбестом од лимова или каблова како би се спречило цурење лема.

Пре директног лемљења пламеном, средњи део матрице се загрева, а затим се у пламен уноси лем, који топљењем испуњава калуп до врха рупе.

На слици је приказан спој припремљен за лемљење. Развијен је и коришћен метод ливења лемљења. Овом методом, припремљене вене се полажу са косинама под углом од 55 °. облика, остављајући размак између њих од око 2 мм, преостале операције припреме жице за повезивање су сличне онима које се изводе у споју фузије.

У лончићу се топи 7-8 кг лема и загрева на око 600 ° Ц (да би се избегло брзо хлађење). Између лончића и места на које се сипа лем поставља се одводна посуда за лемљење, која је причвршћена на изложене делове жица.Лем се сипа у калуп кроз отвор за излив све док се ивице језгара не растопе и калуп не напуни. Препоручује се мешање лемљења и стругање оксидног филма са крајева језгара стругачем. Време лемљења не прелази 1-1,5 минута.

Насукане жице са постављеним формама, припремљене за лемљење: 1 — изолација жице, 2 — заштитни екран, 3 — облик, 4 — положена жица, 5 — азбестна заптивка.

Повезивање алуминијумских кабловских проводника лемљењем изливањем растопљеног лема: а — општи приказ процеса лемљења, б — шаблон за украшавање крајева жица; ц — спремна веза, 1 — лемљење, 2 — места лемљења

Лемљење бакарних жица

Технологија повезивања и завршетка бакарних жица лемљењем је иста. Лемљење жица пресека 1,5 — 10 мм2 врши се лемилом, а пресека 16 — 240 мм2 — пропан-бутан гориоником или дуваљком; процес лемљења се састоји од потапања у растопљени лем или изливања растопљеног лема на место лемљења.

Спајање и гранање бакарних жица до 10 мм2 лемљењем се врши након припреме њихових контаката. Жиле су увијене, прекривене смолом, место лемљења се загрева лемилом топљењем лема на месту лемљења или потапањем споја у купатило за лемљење. Након што се спој навлажи лемом и празнине између залемљених крајева попуне њиме, загревање споја престаје.

Спајање и гранање бакарних жица пресека 4 — 240 мм2 лемљењем уз употребу контактних спојница, врши се наводњавањем.У ту сврху, лем у графитним или челичним лонцима се загрева у електричној или гасној пећи на температуру од 550-600°Ц.

Жице припремљене за спајање или завршетак су претходно калајисане, а затим постављене у чахуру или ферулу. Спој проводника се налази у средини рукава. Када се заврши, језгро се убацује у наставак тако да његов крај буде у равни са крајем цеви врха. Да би се избегло цурење лема на језгро, азбест је намотан између краја чауре (врха) и ивице изолације. Спој је хоризонталан. Наводњавање лема се наставља док се не попуни запремина између језгра и врха, али не више од 1,5 минута. На крају лемљења, одмах (док се лем не охлади) обришите рукав крпом навлаженом машћу за лемљење, избацујући и заглађујући мрље од лема.

Лемљење различитих металних жица врши се по истој технологији као и спајање две алуминијумске жице. Приликом припреме крајева алуминијумских жица за лемљење, њихови крајеви су закошени под углом од 55О или степенасти рез, након чега се крајеви калајишу. Лемљење се врши директним топљењем у калупу или ливењем претходно растопљеним лемом. Спајање и гранање алуминијумских упредених и пуних жица може се вршити и у калајисаним бакарним чаурама.