Brasatura aluminii et mixturarum aluminii

1. Brazeabilitas

Proprietates brasiendi aluminii et mixturarum aluminii malae sunt, praesertim quia pellicula oxidi in superficie difficulter removetur. Aluminium magnam affinitatem cum oxygenio habet. Facile est pelliculam oxidi Al2O3 densam, stabilem et alto puncto liquefactionis in superficie formare. Simul, mixturae aluminii magnesium continentes etiam pelliculam oxidi MgO valde stabilem formabunt. Hae madefactionem et diffusionem stannei graviter impedient et difficiles ad removendum. Dum brasiatur, processus brasiendi solum cum fluxu idoneo perfici potest.

Deinde, operatio brasaturae aluminii et mixturarum aluminii difficilis est. Punctum liquefactionis aluminii et mixturarum aluminii non multum differt a puncto liquefactionis metalli brasaturae adhibiti. Ambitus temperaturae optionalis ad brasationem valde angustus est. Moderatio temperaturae parva et impropria facile efficit ut nimium calefactio vel etiam liquefactio metalli basis efficiatur, processum brasaturae difficilem reddens. Quaedam mixturae aluminii, curatione caloris roboratae, etiam phaenomena mollitionis, ut nimiam senescentiam vel recoctionem propter calefactionem brasaturae, causabunt, quae proprietates iuncturarum brasaturarum minuent. In brasatura flamma, difficile est temperaturam iudicare, quia color mixturae aluminii non mutatur durante calefactione, quod etiam requisita pro gradu operationis operatoris auget.

Praeterea, resistentia corrosionis iuncturarum aluminii et mixturarum aluminii braseatarum facile afficitur a metallis implentibus et fluentibus. Potentiale electrodi aluminii et mixturae aluminii valde differt a potentiale stanneae, quod resistentiam corrosionis iuncturae minuit, praesertim in iunctura braseata molli. Accedit quod pleraque fluentia in braseatione aluminii et mixturarum aluminii adhibita corrosivitatem magnam habent. Etiam si post braseationem purgentur, influxus fluentium in resistentiam corrosionis iuncturarum non plene eliminabitur.

2. Materia brasigans

(1) Ferruminatio aluminii et mixturarum aluminii raro adhibetur, quia compositio et potentia electrodi metalli adiuncti et metalli basis valde differunt, quod facile corrosionem electrochemicam iuncturae efficit. Ferruminatio mollis praecipue utitur ferruminatione zinci et ferruminatione stannei plumbi, quae secundum ambitum temperaturae in ferruminationem temperaturae humilis (150 ~ 260 ℃), ferruminatione temperaturae mediae (260 ~ 370 ℃) et ferruminatione temperaturae altae (370 ~ 430 ℃) dividi potest. Cum ferruminatione stannei plumbi adhibetur et cuprum vel nickel in superficie aluminii ad ferruminationem prae-induitur, corrosio in interfacie iuncturae impediri potest, ita ut resistentia corrosionis iuncturae augeatur.

Ferruminatio aluminii et mixturarum aluminii late adhibetur, ut puta in ductoribus filtri, evaporatoribus, radiatoribus, aliisque componentibus. Sola metalla implentia ex aluminio facta ad ferruminationem aluminii et mixturarum aluminii adhiberi possunt, inter quae metalla implentia ex aluminio et silicio latissime adhibentur. Ambitus applicationis specificus et vis scissoria iuncturarum ferruminatarum in Tabula 8 et Tabula 9 respective monstrantur. Tamen, punctum liquefactionis huius ferri prope punctum liquefactionis metalli basis est, ita temperatura calefactionis stricte et accurate moderanda est durante ferruminatione ne nimium calefaciatur vel etiam liquefiat metalli basis.

Tabula VIII: Ambitus applicationis metallorum implentium brasiendi pro aluminio et mixturis aluminii

Tabula 9 Robur scissionis iuncturarum aluminii et mixturarum aluminii metallis silicio-aluminii impletis braseatis

Ferrum aluminii siliconis plerumque in forma pulveris, pastae, fili metallici, vel laminae praebetur. Interdum laminae compositae ad ferrum stannum, quarum nucleus est aluminio et tegumentum est aluminio siliconis. Hoc genus laminae compositae ad ferrum stannum methodo hydraulica fit et saepe ut pars partium ad ferrum stannum adhibetur. Durante ferrum stannum, metallum adimplens ferrum stannum in lamina composita liquefacit et fluit sub actione capillaris et gravitatis ad hiatus iuncturae implendum.

(2) Fluxus et gas protectorium ad braseationem aluminii et mixturarum aluminii, fluxus specialis saepe ad pelliculam removendam adhibetur. Fluxus organicus triethanolaminae fundatus, ut fs204, cum stanneo molli temperaturae humilis adhibetur. Huius fluxus commodum est quod parum corrosionis effectum in metallum basi habet, sed magnam copiam gasis producet, quae madefactionem et obturationem stannei afficiet. Fluxus reactivus zinci chlorido fundatus, ut fs203 et fs220a, cum stanneo molli temperaturae mediae et altae adhibetur. Fluxus reactivus valde corrosivus est, et eius residuum post braseationem removendum est.

Hodie, brasatura aluminii et mixturarum aluminii adhuc a remotione pelliculae fluxus dominatur. Fluxus brasatorius adhibitus includit fluxus chlorido fundatos et fluxus fluorido fundatos. Fluxus chlorido fundatus facultatem magnam removendi pelliculam oxidi et bonam fluiditatem habet, sed magnum effectum corrosionis in metallo basico exercet. Residua eius post brasaturam omnino removenda sunt. Fluxus fluorido fundatus novum genus fluxus est, quod bonum effectum removendi pelliculam habet et nullam corrosionem in metallo basico infert. Attamen, altum punctum liquefactionis et stabilitatem thermalem pauperem habet, et solum cum stanneo aluminio-silicio adhiberi potest.

Cum aluminii et mixturae aluminii brasantur, saepe vacuum, atmosphaera neutra vel iners adhibetur. Cum brasatura vacuum adhibetur, gradus vacui plerumque ad 10-3 Pa perveniet. Cum nitrogenium vel argon ad protectionem adhibetur, puritas eius altissima esse debet, et punctum roris infra -40°C esse debet.

3. Technologia brasiendi

Ferruminatio aluminii et mixturarum aluminii altas necessitates habet ad superficiem materiae fabricandae purgandam. Ut qualitas bona obtineatur, maculae olei et pelliculae oxidi in superficie ante ferruminationem removendae sunt. Maculas olei in superficie solutione aquosa Na2CO3 ad temperaturam 60 ~ 70 ℃ per 5 ~ 10 minuta remove, deinde aqua pura ablue; pellicula oxidi superficialis solutione aquosa NaOH ad temperaturam 20 ~ 40 ℃ per 2 ~ 4 minuta corrosa, deinde aqua calida ablue. Post maculas olei et pelliculae oxidi in superficie remotas, materia solutione aquosa HNO3 ad splendorem per 2 ~ 5 minuta tractanda est, deinde aqua fluenti purganda et tandem siccanda. Materiae his modis tractatae non tangendae aut aliis sordibus contaminandae sunt, et intra 6 ~ 8 horas ferruminandae sunt. Melius est statim, si fieri potest, ferruminare.

Methodi braseationis aluminii et mixturarum aluminii praecipue braseationem flammae, braseationem ferri ad soldandum, et braseationem fornacis comprehendunt. Hae methodi plerumque fluxum in braseatione utuntur, et requisita severa de temperatura calefactionis et tempore retentionis habent. Dum braseantur flamma et ferri ad soldandum, vitanda est calefactio fluxus directe a fonte caloris ne nimium calefaciat et deficiat. Cum aluminium in molli stanneo cum alto contento zinci dissolvi possit, calefactio sistenda est postquam iunctura formata est ne corrodatur metalli basis. Interdum braseatio aluminii et mixturarum aluminii fluxum non adhibet, sed methodos ultrasonicas vel radentes ad removendam pelliculam adhibet. Cum radendo ad removendam pelliculam ad braseationem adhibetur, primum opus ad temperaturam braseationis calefac, deinde partem braseationis operis extremo virgae stanneae (vel instrumento radente) rade. Dum pelliculam oxidi superficialem frangitur, extremitas stanneae liquefaciet et metallum basis madefaciet.

Methodi braseationis aluminii et mixturarum aluminii praecipue includunt braseationem flammae, braseationem fornacis, braseationem immersionis, braseationem vacui, et braseationem gasis protecti. Braseatio flammae plerumque adhibetur ad parvas partes et productionem singularum partium. Ne deficiat fluxus propter contactum inter impuritates in acetyleno et fluxus cum flamma oxyacetylenica adhibetur, aptum est adhibere flammam gasolinae compressae cum levi reductibilitate ad oxidationem metalli basis impediendam. In braseatione specifica, fluxus braseationis et metallum adimplens antea in loco braseato poni et simul cum parte calefieri possunt; pars etiam ad temperaturam braseationis primum calefieri potest, et deinde stannum in fluxu immersum ad locum braseationis mitti potest; Postquam fluxus et metallum adimplens liquefacti sunt, flamma calefactionis lente removenda est postquam metallum adimplens aequaliter impletum est.

Cum aluminium et mixturas aluminii in fornace aëria brasantur, metallum brasatorium implens praeparandum est, et fluxus brasatorium in aqua destillata liquefaciendus est ut solutio crassa concentratione 50% ~ 75% praeparetur, deinde in superficiem brasatoriam extendatur vel aspergatur. Quantitas idonea fluxus brasatorii pulveris etiam in metallo implente brasatorio et superficie brasatoria extendatur, deinde pars conglutinata in fornacem ad brasationem calefaciendam ponenda est. Ne metallum basis nimis calefiat vel etiam liquefiat, temperatura calefactionis stricte moderanda est.

Ad brasicam aluminii et mixturarum aluminii immersionem, stannum pastatum vel laminale plerumque adhibetur. Materiam compositam ante brasicam calefaciendam est ut temperatura eius prope temperaturam brasicam sit, deinde in flumen brasicam ad brasicam immergendam est. Dum brasicat, temperatura et tempus brasicam stricte moderanda sunt. Si temperatura nimis alta est, metallum basis facile dissolvitur et stannum facile perditur; si temperatura nimis humilis est, stannum non satis liquefiet, et celeritas brasicam minuitur. Temperatura brasicam secundum genus et magnitudinem metalli basis, compositionem et punctum liquefactionis metalli adipis determinanda est, et plerumque inter temperaturam liquiditatis metalli adipis et temperaturam soliditatis metalli basis est. Tempus immersionis materiae in balneo fluminis curare debet ut stannum plene liquefiat et fluere possit, et tempus sustentationis non nimis longum esse debet. Alioquin, elementum silicii in stanno in metallum basis diffundi potest, metallum basis prope suturam fragile faciens.

In brasatura vacuo aluminii et mixturarum aluminii, activatores operationis metallicae saepe adhibentur ad pelliculam oxidi superficialem aluminii modificandam et madefactionem et expansionem stannei curandam. Magnesium directe in materiam operandam in forma particularum adhiberi potest, vel in zonam brasaturae in forma vaporis introduci, vel magnesium ad stanneum aluminii et silicii ut elementum mixturae addi potest. Pro materia cum structura complexa, ut effectus plenus vaporis magnesii in metallum basin confirmetur et qualitas brasaturae melior fiat, mensurae processus protectionis localis saepe adhibentur, id est, materia primum in arca chalybis inoxidabilis (vulgo arca processus appellata) ponitur, deinde in fornacem vacuum ad brasaturam calefaciendam ponitur. Brasatura Vacuo Junctiones aluminii et mixturarum aluminii superficiem levem et commissuras brasaturas densas habent, nec post brasaturam purgandae sunt; tamen, instrumentum brasaturae vacuo pretiosum est, et vapor magnesii fornacem graviter polluit, ita saepe purgandum et conservandum est.

Cum aluminii et mixturae aluminii in atmosphaera neutra vel inerti brasantur, activator vel fluxus magnesii ad pelliculam removendam adhiberi potest. Cum activator magnesii ad pelliculam removendam adhibetur, quantitas magnesii requisita multo minor est quam quae in brasatura vacuo adhibetur. Generaliter, w (mg) est circiter 0.2% ~ 0.5%. Cum contentum magnesii magnum est, qualitas iuncturae minuetur. Methodus brasaturae NOCOLOK utens fluxu fluoridi et protectione nitrogenii est nova methodus celeriter evoluta annis proximis. Cum residuum fluxus fluoridi humiditatem non absorbeat neque aluminium corrosionem habeat, processus removendi residuum fluxus post brasaturam omitti potest. Sub protectione nitrogenii, tantum parva quantitas fluxus fluoridi obduci debet, metallum implens metallum basin bene madefacere potest, et facile est iuncturas brasatas altae qualitatis obtinere. Nunc, haec methodus brasaturae NOCOLOK in productione magna radiatorum aluminii et aliarum partium adhibita est.

Pro aluminio et mixtura aluminii brasiendis cum alio fluente quam fluente fluorido, residuum fluxus post brasitionem omnino removendum est. Residua fluxus organici brasiendi pro aluminio solutionibus organicis ut methanolo et trichloroethyleno ablui, solutione aquosa natrii hydroxidi neutralizari, et denique aqua calida et frigida purgari possunt. Chloridum est residuum fluxus brasiendi pro aluminio, quod secundum sequentes modos removeri potest: Primo, in aqua calida ad 60 ~ 80 ℃ per 10 minuta macera, residuum in iunctura brasienda penicillo diligenter purga, et aqua frigida purga; deinde in solutione aquosa acidi nitrici 15% per 30 minuta macera, et denique aqua frigida ablue.