KURZUS: Műszaki ábrázolás 2.

MODUL: VI. modul: Nem oldató kötések

17. lecke: Forrasztás

Aktivitás: Olvassa el a 17. lecke anyagát! A feldolgozás során az alábbiakra ügyeljen:

  • Tanulja meg milyen kötés a forrasztás.
  • Tanulja meg a forrasztott kötés jellemzőit.
  • Sorolja fel a forrasztás előnyeit, hátrányait.
  • Ismertesse a forrasztás fajtáit és ezek különbségeit.
  • Tanulja meg hogyan jelöljük rajzainkon a forrasztott kötéseket.

Követelmény: Az anyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:

  • Listából ki tudja választani az anyaggal záró kötések jellemzőit.
  • Listából ki tudja választani a forrasztott kötés jellemzőit, előnyeit, hátrányait.
  • Meghatározások közül ki tudja választani a lágy- és keményforrasztás jellemzőit.
  • Értelmezni tudja a forrasztott kötés rajzjelét és a megadott információkat.

Kulcsszavak: forrasztott kötés, forraszanyag, forraszthatóság, lágyforrasztás, keményforrasztás.

A forrasztás anyaggal záró kötés. Fémes vagy nem fémes, de fémmel bevont alkatrészek között ömlesztett adalékfém segítségével hoz létre kapcsolatot. Az adalékfém olvadáspontja alacsonyabb a két összekötendő fém olvadáspontjánál.

A megolvasztott forrasz az alapanyagot bevonja, felületi ötvözetet alkot vele, a határfelületeken adhéziós, diffúziós folyamat megy végbe, ami lehűlés után adhéziós kötést eredményez (17.1. ábra).

A fémragasztás a forrasztást sok területről kiszorította, ezért jelentősége csökken, de ahol a jó hővezetés és az elektromos vezetőképesség fokozott követelmény (elektronika, híradástechnika, műszeripar, hűtőberendezés gyártás, stb.), egyedi és tömeggyártás szinten továbbra is használatos.

A szilárdsági terhelhetőség és a tömörzárás fokozása érdekében a forrasztott kötést gyakran egyéb kötési módokkal (szegecselés, csavarozás, korcolás, redőzés) szokták kombinálni.

A legtöbb fémes anyag - könnyebben vagy nehezebben - általában forrasztható. A forraszthatóság főként az alkatrészek felületén keletkező oxidrétegtől illetve ennek eltávolítási lehetőségétől függ. A nehézfémek és ötvözeteik könnyebben, a könnyűfémek nehezebben forraszthatók. A 17.1. táblázat néhány anyag forraszthatósági körülményeit tartalmazza.

Forraszanyagként különböző, legtöbbször könnyen olvadó fémötvözeteket használunk. A megfelelő forraszanyag kiválasztásakor a döntő szempont az olvadási hőmérséklet és a szilárdság. Mindenképpen teljesülnie kell annak a feltételnek, hogy a forraszanyag legalább 50 °C-kal alacsonyabb olvadáspontú legyen, mint az alapanyag.

17.1. ábra
Különböző anyagok forrasztási adatai
17.1. táblázat

A forrasztás előnyös tulajdonságai:

  • az alacsony forrasztási hőmérséklet,
  • nem keletkeznek hő okozta feszültségcsúcsok, elhúzódások, repedések,
  • jó a villamos vezetőképesség, jók a tömítési tulajdonságok,
  • végül, mivel a forrasztóanyagok rugalmassági modulusa általában kisebb az alapanyagénál, a kötés rugalmasabb.

A forrasztás hátrányos tulajdonságai:

  • az aránylag kis terhelhetőség,
  • a gondos előkészítés igénye,
  • a forrasztóanyagok (ón, réz, ezüst) viszonylagos drágasága.

A forrasztási eljárások a forrasztóanyag és az alkalmazott hőfok alapján két csoportra oszthatók:

1.Lágyforrasztás: a forraszanyag ón, cink, ólom ötvözet (olvadáspontja <300 °C), a létrehozott kötés szilárdsága kicsi:
τ B = 20-86 [MPa] ón forrasztásnál,
τ B = 120 [MPa] ón-kadmium forrasztás esetén.
2.Keményforrasztás: a forrasztóanyag vörösréz, réz, ezüst, sárgaréz (ömlesztési hőfoka t>500 °C); az ilyen kötés már nagyobb szilárdságú:
τ B = 180-270 [MPa] vörösréz forrasztásnál.

A forrasztási varrat alakjától és elhelyezkedésétől függően a legkedvezőbb kötéstípus a nyíró igénybevételnek kitett átlapolt, vagy hevederes kötés (17.2. a) ábra), ahol a párhuzamos felületek résvastagsága h = 0,05...0,6 mm.

17.2. ábra

A forrasztás húzó igénybevétel felvételére kevéssé alkalmas, így szilárdságilag a tompa varrat (17.2. b) ábra) a legkedvezőtlenebb megoldás.

Tompa ütköztetéskor a lemezek közötti szokásos hézag 0,5 mm. A felületek közötti hézagot a megömlött forrasztóanyag a kapilláris hatás révén tölti ki. Nem szűkölő résméret esetén a kötésszilárdság a nem elég hatásos diffúzió következtében csökken.

Lágy- és keményforrasztásnál egyaránt fontos a felületek gondos tisztítása. Emellett mindkét eseteb folyatószert is használnak egyrészt, hogy a felületeket tisztítsák a szennyezőktől másrészt, hogy a forrasztás helyét megvédjék a forrasztási hőmérsékleten bekövetkező oxidációtól. A folyatószerek kiválasztásánál lényeges szempont, hogy lágy- vagy keményforrasztáshoz kell-e őket alkalmazni. A folyatószerekkel szemben támasztott követelmények közül a legfontosabb, hogy kisebb olvadáspontúak legyenek, mint a forraszanyagok. Lágyforrasztáshoz a gyakorlatban legjobban bevált a folyatószer a cink-klorid és ammónium-klorid elegye. Ezek meglehetősen radikális korrozív anyagok, amelyeket a forrasztás után maradéktalanul el kell távolítani. A keményforrasztáshoz általában bóraxot használnak.

17.1. Forrasztott kötések ábrázolása

A forrasztott kötések ábrázolása a hegesztett kötésnél megtanult eljárások érvényesek. Mint említettük a lemezek kialakítása, összeillesztése különböző lehet forrasztásnál is. Az alkalmazható rajzjelek:

Forrasztott kötés kialakítása
17.2. táblázat

A rajzjeleket a referenciavonalon adhatjuk meg (17.3. ábra).

17.3. ábra

A forrasztási eljárás megadására a szabvány szerinti kódszámok szolgálnak. Ezeket a referenciavonal végén lévő villába helyezzük el.

Önellenőrző kérdések és feladatok
1. Válassza ki az alábbi állítások közül azt, amelyik igaz az anyaggal záró kötésekre!
Az alkatrészek között anyag létesít kapcsolatot.
A kötést az alkatrészek anyagának alakja hozza létre.
A kötést az alkatrészek között fellépő súrlódási erő létesíti.
2. Jelölje meg az alábbi állítások közül azokat, amelyek igazak a forrasztott kötésekre!
Forrasztáskor forraszanyag segítségével hozunk létre kapcsolatot alkatrészek között.
Az adalékfém olvadáspontja egyezik az összekötendő két fém olvadáspontjával.
A határfelületeken diffúziós folyamat megy végbe, ami lehűlés után adhéziós kötést eredményez.
A forrasztott kötéseket a jó hővezetés és az elektromos vezetőképesség miatt főleg a műszeripar és a híradástechnika használja.
A forrasztás nem igényli a felületek tisztítását.
3. Válassza ki az alábbi felsorolásból a forrasztás előnyeit!
Jó villamos vezetőképesség, jó tömítési tulajdonságok.
Alacsony forrasztási hőmérséklet.
Nem kell hozzá külön szerszám.
Rugalmas kötést biztosít.
Olcsó a forraszanyag.
Nem keletkeznek hő okozta feszültségcsúcsok, repedések, elhúzódások.
A forrasztás varratmentes kötést ad.
4. Válassza ki az alábbi felsorolásból a forrasztás hátrányait!
A felületeket gondosan elő kell készíteni.
A kötés csak hevederes lehet.
A szerkezet súlya megnő.
Aránylag kicsi a terhelhetőség.
Sok utómunkát igényel.
Drága a forraszanyag.
5. Jelölje meg azokat az állításokat, amelyek igazak a lágyforrasztásra!
A kötés szilárdsága nagy.
A kötés szilárdsága kicsi.
A forraszanyag olvadáspontja kisebb, mint 300 °C.
6. Jelölje meg azokat az állításokat, amelyek igazak a keményforrasztásra!
A munkahőmérséklet pákával is elérhető.
A forrasztás hőmérséklete kisebb 450 °C-nál.
A kötés kialakításakor forraszanyagként a rezet és az ezüstöt alkalmazzák.
A hőforrás leggyakrabban gázláng.
Az alkalmazott folyósító- és tisztítószer a bórax.
7. Azonosítsa a forrasztott kötés megadására szolgáló rajzjeleket és egyéb információkat!



Forrasztási eljárás
Varratjel
referenciavonal