لحیم کاری یک تکنیک پرکاربرد برای اتصال اقلام و لوازم مختلف فلزی است. از آنجایی که این روش موجب اتصال پایدار و مستحکمی می‌شود، افراد زیادی از آن جهت اتصال قطعات به هم استفاده می‌کنند. اما نکته‌ای که وجود دارد این است که از لحیم کاری تنها برای فلزات خاصی میتوان استفاده کرد. در واقع فلزهایی وجود دارند که امکان لحیم کاری در آنها فراهم نبوده و باید از سایر روش‌های اتصال برای آنها استفاده کرد. برای همین افرادی که در این صنعت مشغول به کار هستند، باید با فلزات قابل لحیم کاری آشنایی داشته باشند. در این مطلب قرار است به بررسی و شناخت این فلزات بپردازیم و نکات لازم در این رابطه را بیان کنیم.
با فرایند لحیم کاری آشنا شوید
پیش از آنکه به سراغ بررسی فلزات قابل لحیم کاری برویم، بهتر است با لحیم کاری بیشتر آشنا شوید. لحیم کاری فرآیندی است که در آن دو قطعه فلز توسط لحیم و هویه به یکدیگر متصل می‌شوند. فرایند لحیم کاری همچون یک چسب عمل می‌کند و باعث اتصال دو قطعه به هم می‌شود. اتصال میتواند بین یک قطعه با سطح و یا بین دو یا چند قطعه به هم باشد. اگر بخواهیم به طور خلاصه فرایند لحیم کاری را شرح دهیم، شامل مراحل زیر خواهد بود:
- با اتصال دستگاه هویه به برق، دمای آن افزایش پیدا می‌کند.
- پس از آن با نزدیک کردن هویه داغ به لحیم و محل اتصال، لحیم شروع به ذوب شدن می‌کند.
- لحیم ذوب شده در محل شروع به سرد شدن کرده و منجمد می‌شود.
- با انجماد و سفت شدن لحیم، پیوند فلزی میان قطعات برقرار شده و لحیم کاری به اتمام می‌رسد.
همانطور که می‌دانید اتصال قطعات را میتوان مجددا از طریق لحیم کاری از بین برد. در واقع لحیم کاری برای مونتاژ و دمونتاژ قطعات استفاده می‌شود و عملی برگشت پذیر (در صورت نیاز) است. از فرایند لحیم کاری به طور گسترده برای ایجاد اتصال بین اجزای PCB و قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود.
لحیم کاری برای چه مواردی مفید است؟
لحیم کاری بیشتر برای اموری که به ظریف کاری نیاز دارند، استفاده می‌شود. برای مثال چارچوب‌های تخت فلزی یا نرده‌ها را میتوان از طریق لحیم کاری متصل کرد. لحیم کاری به اندازه جوشکاری پیوند محکمی ایجاد نمی‌کند و اتصالات نمی‌توانند تحت فشار زیادی قرار گیرند. با این حال این به آن معنا نیست که لحیم کاری از استحکام زیادی برخوردار نیست. برای همین در صورتی که از لوازم لحیم شده به خوبی مراقبت شود، اتصالات به مدت طولانی دوام پیدا خواهند کرد.
فلزات قابل لحیم کاری کدام هستند؟
حال که با نحوه لحیم کاری آشنا شدید، بهتر است با فلزات قابل لحیم کاری نیز آشنا شوید. در لحیم کاری گزینه‌های بسیار متنوعی در دسترس است و تنها باید به این پی ببرید که کدام فلزات را میتوان لحیم کاری کرد.
-
آلیاژ برنج
زمانی که صحبت از لحیم کاری می‌شود، برنج اولین چیزی است که به ذهن می‌آید. ساختار ماده برنج به گونه‌ای است که میتوان از لحیم کاری برای آن استفاده کرد. از برنج در ساخت لوازم سرگرمی و همچنین بسیاری از زیورآلات استفاده می‌شود و نقاطی از آنها به وسیله لحیم کاری جوش می‌خورد. این ماده به عنوان سازگارترین و قابل اطمینان‌ترین فلزاتی شناخته شده که میتواند به خوبی لحیم شود.
-
آلومینیوم
آلومینیوم یکی دیگر از فلزها و آلیاژهایی است که میتوان از لحیم کاری برای آن استفاده کرد. جهت اتصال قطعات آلومینیومی از طریق لحیم کاری، نیاز به تجهیزات قوی و هویه مناسبی می‌باشد.
-
سرب
در گذشته فلزاتی که بر پایه سرب بودند، به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اما به دلیل اثرات خطرناکی که سرب بر روی محیط زیست و سلامت انسان داشته است، رفته رفته استفاده از آن ممنوع شد. با این حال مواد سرب‌دار جزو موادی هستند که میتوان از لحیم کاری برای آنها استفاده کرد.
-
مس
آلیاژ مس جزو آلیاژهایی است که به راحتی قابل لحیم کاری است. از این ماده در ساخت بسیاری از ظروف و مواد تزئینی استفاده می‌شود.
-
نقره و طلا
از دیگر آلیاژهایی که به راحتی قابل لحیم کاری هستند، میتوان به نقره و طلا اشاره کرد. نقره و طلا جزو فلزات با ارزشی هستند که بیشتر در ساخت جواهر و زیورآلات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فلزات به راحتی از طریق لحیم، قابل اتصال و جوش می‌باشند.
نقره، مس، برنج، برنز و فولاد برخی از انواع رایج فلزات هستند که به خودی خود، پیوندهای فیزیکی یا شیمیایی قوی ایجاد می‌کنند. سایر فلزاتی چون چدن تیتانیوم، آلومینیوم و غیره نیاز به آلیاژی دارند که نقطه ذوب آن بالاتر از نقطه ذوب ماده باشد. از میان فلزات موجود فلزاتی چون آهن، نیکل و فولاد نرم به صورت دشوارتری لحیم کاری می‌شوند.
متداولترین فلزات مورد استفاده در لحیم
سرب و قلع، دو فلز متداول در لحیم هستند. سرب یکی از رایج‌ترین مواد لحیم بوده که به طور گسترده‌ای در قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته است. این ماده به دلیل خصوصیات و ویژگی‌های خود، کمتر مستعد شکست بوده است. متداولترین ترکیب قلع و سرب برای رسیدن به نقطه ذوب 180-190 درجه سانتی‌گراد، مقدار 60/40 است. این مقدار بیانگر وجود 60 درصد ماده قلع و 40 درصد ماده سرب می‌باشد. زمانی که از این فلزات برای لحیم کاری استفاده شود، به آن لحیم کاری نرم گفته می‌شود.
پس از آنکه ماده سرب به عنوان یک ماده خطرناک و مخرب برای محیط زیست شناخته شد، اتحادیه اروپا استفاده از آن را برای لحیم کاری ممنوع کرد. لحیم کاری‌های بدون ماده سرب در مقایسه با سایر لحیم کاری‌های معمولی، نقطه ذوب بالاتری دارند. لحیم‌های نقره جایگزین مناسبی برای لحیم‌های سرب هستند و میتوان از آنها برای لحیم کاری استفاده کرد. البته به طور کلی فرآیند لحیم کاری با تولید دودهایی همراه است که کم و بیش سمی هستند. برای همین هنگام لحیم کاری باید نکات ایمنی را رعایت کرده و از ماسک و تهویه هوای مناسب استفاده کرد.
نحوه لحیم فلزهای مختلف به چه صورت است؟
نوع فلزی که قصد لحیم کاری آن را داریم، بهترین روش لحیم کاری را مشخص می‌کند. آلومینیوم، برنج و مس را میتوان با استفاده از روش‌های مختلفی لحیم کاری کرد. از جمله این روش‌ها میتوان به جوشکاری TIG، جوشکاری MIG و جوشکاری اکسی استیلن اشاره کرد. در این روش‌ها از مشعل یا تورچ جوشکاری، برای گرم کردن فلزات تا رسیدن به نقطه ذوب استفاده می‌شود. پس از آن لحیم به محل اتصال اضافه می‌شود و سبب اتصال بخش مورد نظر می‌گردد. زمانی که لحیم در جای خود سفت و خنک شود، یک پیوند قوی ایجاد می‌کند. آهن و فولاد را نیز میتوان لحیم کاری کرد؛ اما روند کار کمی متفاوت است. در ابتدا باید فلزات با برس سیمی تمیز شوند تا هرگونه زنگ زدگی یا خوردگی از بین برود. سپس ناحیه‌ای که قرار است لحیم کاری شود، باید با مشعل گرم شود تا به حالت داغ در آید. سپس لحیم روی محل اتصال اعمال می‌شود و پس از خنک شدن، سبب برقراری اتصال لازم می‌شود. به این روش در جوشکاری، فورج می‌گویند.
چند نکته برای ایجاد اتصال قوی و با دوام
- پیش از شروع کار اطمینان حاصل کنید که سطوحی که قرار است مورد لحیم کاری واقع شوند، تمیز و عاری از هرگونه آلودگی و گرد و غبار باشند. چرا که این مواد یک مانع در لحیم کاری به حساب می‌آیند و باعث اتصال نادرست در بخش‌های مورد نظر می‌شوند. برای پاک کردن سطوح ابزارها و مواد زیادی در دسترس است که از میان آنها میتوان به فلاکس و روغن لحیم اشاره کرد.
- هنگام لحیم کاری مواد مختلف، از مقدار لحیم مناسبی استفاده کنید. در واقع نه تنها کیفیت لحیم مهم است، بلکه میزان آن نیز اهمیت دارد. اگر از مقدار کمی از این ماده در لحیم کاری استفاده شود، سبب ایجاد اتصال ضعیف می‌شود. همچنین استفاده زیاد از لحیم باعث ایجاد مشکل در عدم چسبیدن لحیم اضافی به سطح می‌گردد. بنابراین بسته به اندازه سطوح لحیم کاری، باید از مقدار مناسب لحیم استفاده نمایید. این میزان با کمی آزمون و خطا به تدریج برایتان مشخص می‌شود.
- محل اتصال را با یک هویه لحیم کاری مناسب، به طور یکنواخت گرم کنید. این به جریان یکنواخت لحیم و ایجاد یک اتصال قوی و با کیفیت به شما کمک می‌کند.
- پیش از استفاده یا آزمایش، اجازه دهید مفصل ایجاد شده کاملا خنک شود. چرا که اگر محل اتصال به حالت سفت و خنک در نیامده باشد، امکان جدا شدن آن وجود خواهد شد.
اگر به این موارد توجه داشته باشید، میتوانید اطمینان حاصل کنید که اتصالات لحیم کاری شما قوی و بادوام هستند. این امر به ویژه برای صنعت الکتریک و الکترونیک بسیار مهم است. چرا که در صورتی که لحیم کاری از قدرت خوبی برخوردار نبوده و اتصالات ضعیفی داشته باشد، جریان در مدار برقرار نشده و کارتان با مشکل روبرو می‌شود. بنابراین با توجه به این نکات و همچنین با کمی و دقت توجه هنگام کار، میتوانید به این مورد دست پیدا کنید و اتصالات قوی بین فلزات ایجاد نمایید.
ترکیبات مهم در لحیم کدامند؟
- مواد سرب، قلع و فلاکس به طور زیادی در لحیم یافت می‌شوند. هر کدام از لحیم‌ها از درصد خاصی از این مواد برخوردار هستند که همین امر سبب تفاوت و ایجاد لحیم کاری‌های متفاوتی می‌شود.
- آنتیموان آلیاژ دیگری است که در لحیم یافت می‌شود. این ماده سبب افزایش استحکام مکانیکی شده و از ضررهای قلع جلوگیری می‌کند. با این حال آنتیموان در کاهش رطوبت‌پذیری هیچ تاثیری ندارد.
- مس، ایندیم و بیسموت باعث پایین آمدن نقطه ذوب در لحیم کاری می‌شوند. همچنین آنها خواص رطوبت‌پذیری را بهبود می‌بخشند.
- ایندیوم در بهبود انعطاف‌پذیری تاثیر زیادی دارد و از آن در لحیم کاری طلا استفاده زیادی می‌شود. این ماده گران بوده و به جای آن میتوان از نقره جهت افزایش استحکام و مقاومت مکانیکی استفاده کرد. لازم به ذکر است نقره سبب کاهش شکل‌پذیری می‌شود.
به طور کلی ترکیبات خاصی از نسبت‌های فلزی وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاص و رسیدن به اتصالات قوی استفاده می‌شوند.
چه فلزاتی را نمیتوان لحیم کرد؟
برخی از فلزات مانند تیتانیوم به راحتی قابل لحیم کاری نیستند. این فلزات معمولا واکنش پذیرتر از آن هستند که با موادی مانند فلاکس لحیم کاری شوند. دیگر فلزاتی که قابل لحیم کاری نیستند عبارتند از فولاد، کروم و سایر آلیاژهای فلز مبتنی بر نیکل. دلیل این که این مواد قابل لحیم کاری نیستند این است که نقطه ذوب این فلزات از لحیم بیشتر است. برای همین نمیتوان از لحیم کاری برای اتصال این فلزها استفاده کرد.
خرید تجهیزات لازم برای لحیم کاری
برای شروع لحیم کاری باید ابزارها و تجهیزات مورد نیاز لحیم کاری را در اختیار داشته باشید. ضروری‌ترین لوازم برای لحیم کاری عبارتند از هویه با توان مناسب، سیم لحیم، پاک کننده نوک هویه و فلاکس یا روغن لحیم. البته بهتر است جهت سهولت کار ابزارهای دیگری چون پایه هویه، قلع کش و انواع سیم چین را نیز در اختیار داشته باشید. برای خرید هویه و سایر لوازم لحیم کاری، میتوانید از فروشگاه گیت الکترونیک اقدام به خرید نمایید. در این فروشگاه کلیه ابزارهای لازم برای لحیم کاری موجود هستند و تنوع مدلی بسیار زیادی دارند. برای همین هر فردی با هر بودجه‌ای میتواند اقدام به خرید محصول مورد نظر خود نماید.
جمع بندی
در این مطلب به بررسی فلزات قابل لحیم کاری پرداختیم و با فرایند لحیم کاری و کاربرد آن بیشتر آشنا شدیم. همانطور که اشاره کردیم از میان فلزات موجود، فلزهایی چون برنج، آلومینیوم، سرب، مس، نقره و طلا جزو آلیاژهایی هستند که قابل لحیم کاری می‌باشند. اما فلزهایی چون تیتانیوم، فولاد، کروم و سایر آلیاژهای فلز مبتنی بر نیکل، قابل لحیم کاری نیستند و نمیتوان از این فرایند برای اتصال آنها استفاده کرد. دلیل آن هم این است که نقطه ذوب این فلزات از لحیم بیشتر است. برای همین پیش از اقدام به لحیم کاری بهتر است فلز مورد نظر خود را شناسایی کنید و در صورت عدم مشکل، آن را لحیم نمایید.
