Диффузын гагнуур, гагнах, эсэргүүцэх гагнуур: Зэсийн холболтын оновчтой процессыг сонгох

Орчин үеийн үйлдвэрүүд, ялангуяа эрчим хүч, шинэ эрчим хүч, электроникийн үйлдвэрлэлд зэсийн холболтууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь одоогийн дамжуулалт, дохионы холболтын чухал зангилаа болж үйлчилдэг бөгөөд гүйцэтгэл нь бүхэл системийн үр ашиг, найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг. Иймээс зэс холболтын цахилгаан дамжуулах чанар, механик бат бөх чанарыг хангахуйц тохирох холбох аргыг сонгох нь инженерүүдийн хувьд тулгамдсан асуудал болоод байна.

Энэ нийтлэлд зэсийг холбох үндсэн гурван процессыг авч үзэх болно.диффузийн гагнуур, гагнах, баэсэргүүцлийн гагнуур, тэдгээрийн ажлын зарчим, гүйцэтгэлийн шинж чанар, тоног төхөөрөмжийн шаардлагуудын иж бүрэн харьцуулалтыг санал болгож байна. Бидний зорилго бол аж үйлдвэрийн хэрэглэгчдэд шийдвэр гаргах-тодорхой зааварчилгаа өгөх явдал юм.

Эдгээр гурван гагнуурын технологийн үндсэн ялгааг ойлгохын тулд эхлээд тэдгээрийн ажиллах зарчмуудыг судлах хэрэгтэй. Арга бүр нь металл эд ангиудыг холбох өвөрмөц аргыг ашигладаг бөгөөд бат бөх холболт үүсгэдэг.

Диффузын гагнуур нь үндсэн металлыг хайлуулахгүйгээр материалыг холбох чадвараараа тодорхойлогддог хатуу{0}}байдлыг холбох дэвшилтэт технологи юм. Энэ процесс нь өндөр температур (ихэвчлэн зэс хайлах цэгээс 0.5-0.7 дахин их буюу 0.5{5}}0.7 Tm) ба даралтыг хэрэглэснээр нэгдэх зэсийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн гадаргуу дээрх атомуудын хооронд тархалтыг хөнгөвчилж, эцэст нь металлургийн холбоо үүсгэдэг.

Энэхүү атомын түвшний нэгдэл нь үндсэн материалтай бараг адилхан хамтарсан бичил бүтцийг бий болгож, холболтын тасралтгүй, жигд байдлыг хангадаг. Хайлуулах процессоос зайлсхийснээр сарнисан гагнуур нь халуунд өртөх-бүс (HAZ) үүсэхийг багасгаж, улмаар уламжлалт хайлуулах гагнуурын үед гарч болох үр тарианы бүдүүлэг, гүйцэтгэлийн доройтол зэрэг асуудлаас сэргийлдэг.

Гагнуур нь үндсэн материалаас бага хайлах цэг бүхий дүүргэгч металыг ашиглан ажлын хэсгүүдийг холбох арга юм. Гагнуурын явцад үндсэн металлууд нь өөрөө хайлдаггүй. Үүний оронд дүүргэгч металыг хайлуулахын тулд дулааныг хэрэглэж, дараа нь үндсэн металлын гадаргууг норгож, хялгасан судасны үйлчлэлээр дамжин үений завсар руу урсдаг. Хөргөх үед дүүргэгч металл хатуурч, бат бөх холбоо үүсгэдэг.

Гагнуурын температур нь ерөнхийдөө хайлуулах гагнуурын температураас бага боловч гагнуурынхаас өндөр байдаг тул үндсэн материалын дулааны гэмтэл харьцангуй бага, янз бүрийн металл, түүний дотор ижил төстэй металлыг холбоход тохиромжтой.

Гэсэн хэдий ч холболтын гүйцэтгэл нь сонгосон дүүргэгч металлын шинж чанар, үндсэн материалтай нийцэж байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг.

Эсэргүүцлийн гагнуур нь металл хайлуулж, ажлын хэсгүүдийн цахилгаан эсэргүүцлийн улмаас үүссэн дулааныг ашиглан даралт үүсгэдэг холбох арга юм. Холбогдох зэсийн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн контакт гадаргуугаар цахилгаан гүйдэл дамжих үед контактын эсэргүүцэл нь Joule дулааныг маш хурдан үүсгэж, контактын хэсэг хурдан хайлсан төлөвт хүрч, гагнуурын бөөм үүсгэдэг. Дараа нь тасралтгүй даралтын дор бөөм нь хатуурч гагнуурын цэг үүсгэдэг. Эсэргүүцлийн гагнуур нь хурдан халдаг, өндөр үр ашигтай байдаг тул автоматжуулсан үйлдвэрлэлд маш тохиромжтой байдаг. Гэсэн хэдий ч өндөр дамжуулалттай зэс материалын хувьд тэдгээрийн цахилгаан эсэргүүцэл бага байгаа нь хангалттай дулааныг үр дүнтэй үүсгэхийн тулд илүү их гүйдэл, илүү нарийн хяналт шаарддаг бөгөөд энэ нь процессын нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Дүүргэгч материалыг ашиглах нь үе мөчний гүйцэтгэл, хэрэглээний хамрах хүрээнд шууд нөлөөлдөг эдгээр гурван процессын ялгах чухал шинж чанар юм.

• Диффузын гагнуур:Энэ процесс нь дүүргэгч материал шаарддаггүй. Энэ нь үндсэн материалын хоорондох атомын тархалтад бүрэн тулгуурладаг бөгөөд үе мөчний найрлага нь үндсэн металлтай маш нийцдэг. Энэ нь гадаад материалыг нэвтрүүлснээс үүдэн гарч болох нийцтэй байдлын асуудал эсвэл гүйцэтгэлийн бууралтаас зайлсхийдэг.
• Гагнах:Дүүргэгч материал нь гагнахад зайлшгүй шаардлагатай. Зэсийн холболтод түгээмэл хэрэглэгддэг гагнуурын дүүргэгч металлуудад мөнгө{1}}, зэс{2}}эсвэл фосфор{3}}зэсийн хайлш орно. Дүүргэгч металлын сонголт нь гагнасан холболтын цахилгаан дамжуулах чанар, механик хүч, зэврэлтээс хамгаалах чадварт ихээхэн нөлөөлдөг.
• Эсэргүүцлийн гагнуур:Энэ процесс нь ихэвчлэн дүүргэгч материал шаарддаггүй. Энэ нь үндсэн металлуудыг шууд хайлуулж холболт үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч зарим тусгай хэрэглээнд нимгэн завсрын давхаргыг үе мөчний чанарыг сайжруулах эсвэл өөр өөр металлын холболтыг хөнгөвчлөхөд ашиглаж болох боловч энэ нь уламжлалт дүүргэгч металл гэж тооцогддоггүй.

Гагнуурын явцад орж буй дулааны хэмжээ болон түүний материалын бичил бүтцэд үзүүлэх нөлөө нь үе мөчний чанар, урт хугацааны тогтвортой байдлыг- үнэлэхэд чухал хүчин зүйл болдог.

• Диффузын гагнуур:Дулааны оролт нь харьцангуй бага бөгөөд жигд бөгөөд энэ нь хатуу{0}}төлөв процесс учраас үндсэн материал хайлдаггүй. Үүний үр дүнд маш жижиг, бараг үл тоомсорлох, халуунд өртөх-бүс (HAZ) үүсч, зэсийн анхны ширхэгийн бүтэц, механик шинж чанарыг хамгийн их хэмжээгээр хадгалдаг. Энэ нь өндөр температурт хайлах, хатуурах зэргээс үүдэн үр тарианы томруулалт эсвэл фазын хувиралтаас зайлсхийдэг бөгөөд энэ нь материалын маш өндөр гүйцэтгэл шаарддаг хэрэглээнд нэн чухал юм.
• Гагнах:Дулааны оролт нь диффузийн гагнуураас өндөр боловч хайлуулах гагнуураас бага байдаг. Хэдийгээр үндсэн материал нь хайлдаггүй ч халаах-хөргөх циклд ордог бөгөөд энэ нь харьцангуй том дулаан-нөлөөлөгдсөн бүсэд хүргэдэг. ХАЗ-ийн дотор зэсийн үр тариа зарим хэмжээгээр сэргэж, дахин талсжиж, ургаж, орон нутгийн механик шинж чанарт нь нөлөөлж болзошгүй.
• Эсэргүүцлийн гагнуур:Дулааны оролт нь контактын хэсэгт маш их төвлөрч, агшин зуурын өндөр температур нь үндсэн материалыг орон нутгийн хэмжээнд хайлуулж, гагнуурын хэсэг үүсгэдэг. Гагнуурын цул болон түүний эргэн тойрон дахь ХАЗ нь хурдан халааж, хөргөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь үр тариа бүдүүнрэх, хатуулаг өөрчлөгдөх эсвэл үлдэгдэл хүчдэлд хүргэж улмаар үе мөчний ерөнхий гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Өндөр дамжуулалттай зэсийн хувьд дулааныг хурдан тараах шинж чанар нь гагнуурын цул үүсэх, хянах ажлыг илүү төвөгтэй болгодог.

Зэсийн холболтын хувьд цахилгаан дамжуулах чанар, механик хүч нь хамгийн чухал юм. Гурван процессыг хэрхэн харьцуулж байгааг энд харуулав.

Зэсийн маш сайн цахилгаан дамжуулах чанар нь түүний онцлог шинж чанар бөгөөд аливаа нэгдэх процесс нь үүнийг хадгалахыг хичээх ёстой. Дамжуулах чадварыг ихэвчлэн олон улсын цэвэршүүлсэн зэсийн стандартын (IACS%) хувиар хэмждэг ба цэвэр зэсийг ойролцоогоор 100% IACS-д тооцдог.

Диффузын гагнуур:

• Дамжуулах чадвар: Үндсэн материалтай ойролцоо цахилгаан дамжуулах чанар, ихэвчлэн 98% эсвэл бүр 100% IACS-д хүрдэг.
• Шалтгаан: Хатуу{0}}байдлалтай, гадны материалгүй, үндсэн металлтай нийцсэн бичил бүтэцтэй.
• Давуу тал: Эсэргүүцлийн алдагдлыг багасгаж, өндөр-одоогийн болон өндөр{1}}давтамжийн хэрэглээнд хосгүй давуу талыг санал болгодог.
• Хэрэглээ: Шинэ эрчим хүчний автомашины батарей, өндөр хүчдэлийн унтраалга, бага контактын эсэргүүцэл нэн чухал байдаг нарийн электрон төхөөрөмжүүдийн хувьд чухал ач холбогдолтой. Зэсийн диффузийн гагнуурын төхөөрөмж нь ийм эрэлт хэрэгцээтэй хэрэглээнд хамгийн тохиромжтой сонголт юм.

Гагнах:

• Дамжуулах чадвар: Үндсэн материалаас бага цахилгаан дамжуулах чанар нь ойролцоогоор 40% -аас 80% IACS хооронд хэлбэлздэг.
• Шалтгаан: Дүүргэгч металлаас хамаарна; хайлшлах элементүүд нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
• Нөлөөлөл: Эрчим хүчний алдагдал, температурын өсөлтөд хүргэдэг. Цахилгааны ерөнхий холболтод зөвшөөрөгдөх боловч өндөр хүчин чадалтай эсвэл нарийвчлалтай{1}}хэрэглэхэд хүндрэлтэй байдаг.

Эсэргүүцлийн гагнуур:

• Дамжуулах чадвар: Харьцангуй сайн, үндсэн материалын IACS-ийн 90-95% хүрдэг.
• Шалтгаан: Бичил бүтцийн өөрчлөлттэй гагнуурын гагнуур үүсгэдэг; үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь зэс хэвээр байна.
• Анхаарах зүйл: Гагнуурын гагнуурын хэмжээ, хэлбэр, ХАЗ нь цахилгаан дамжуулах чанарын жигд байдалд нөлөөлдөг. Зарим тохиолдолд цахилгаан дамжуулах чанарыг сайжруулахын тулд -гагнуурын дараах нэмэлт эмчилгээ шаардлагатай байж болно.

Дамжуулах чадвараас гадна зэс холболтын механик хүч нь гадны ачаалал, чичиргээний үед найдвартай байхын тулд амин чухал юм.

Гагнуурын процессыг сонгохдоо тоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалт, үйл ажиллагааны нарийн төвөгтэй байдлыг үнэлэх зэрэг орно.

Диффузын гагнуур:

• Тоног төхөөрөмж: Хамгийн их тоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалт шаарддаг бөгөөд ихэвчлэн тусгай диффузын гагнуурын машин шаардлагатай байдаг.
• Машины шаардлага: Температурын нарийн хяналт (ихэвчлэн вакуум эсвэл хамгаалалтын уур амьсгал дор), өндөр-нарийн даралтат ачааллын систем, удаан хугацаагаар барих чадвар.
• Зардал ба ашиглалт: Анхны хөрөнгө оруулалтын зардал өндөр, үйл ажиллагаа нь нарийн төвөгтэй тул чадварлаг техникч шаарддаг.
• Үндэслэл: Дээд зэргийн гүйцэтгэл, найдвартай байдал шаардсан-өндөр түвшний програмуудад зориулагдсан.

Гагнах:

• Тоног төхөөрөмж: Харьцангуй энгийн бөгөөд олон төрлийн (дөл, индукц, вакуум гагнах зуух).
• Зардал ба ашиглалт: Тоног төхөөрөмжийн өртөг харьцангуй бага, үйл ажиллагаа нь илүү уян хатан, янз бүрийн үйлдвэрлэлийн хэмжээнд тохиромжтой.
• Үр ашиг: Индукц ба зууханд гагнах ажлыг үр ашигтай болгохын тулд автоматжуулж болно.

Эсэргүүцлийн гагнуур:

• Тоног төхөөрөмж: Энгийн спот гагнуурчаас эхлээд нарийн төвөгтэй автомат шугам хүртэл маш олон янз байдаг.
• Зардал ба үр ашиг: Тоног төхөөрөмжийн өртөг нь дунд зэрэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн өндөр үр ашгийг санал болгодог.
• Зэсийн онцлог: Зэсийг эсэргүүцэх гагнуурын хувьд зэс нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай тул өндөр гүйдэл, даралтын төхөөрөмж шаардлагатай. Электродын элэгдэл нь байнга солих шаардлагатай байдаг.

Анхны хөрөнгө оруулалт их байгаа хэдий ч зэсийн диффузийн гагнуурын төхөөрөмж нь тодорхой хэрэглээнд тодорхой давуу талыг санал болгодог.

• Хайлдаггүй, бохирдохгүй: Утаа, цацрах, хэв гажилт үүсэхээс сэргийлж, байгаль орчинд ээлтэй, гагнуурын дараах цэвэрлэгээг арилгана.
• Өндөр нарийвчлал, өндөр найдвартай байдал: Микрон түвшний холболтын нарийвчлалыг хангадаг бөгөөд энэ нь нарийн электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон олон давхаргат бүтцэд (жишээ нь: уян хэлхээний самбараас зэс шинийн зөөлөн холболт) тохиромжтой.
• Өөр өөр материалын нэгдэл: Тохиромжтой нөхцөлд энэ нь өндөр интерфэйс хоорондын холболтын чанар бүхий янз бүрийн ялгаатай металлуудыг найдвартай холбож чаддаг.
• Хэт-Холбоо барих эсэргүүцэл: Энэ нь эрчим хүчний хэрэглээ болон температурын өсөлтийг мэдэгдэхүйц бууруулж, системийн үр ашгийг дээшлүүлдэг эрчим хүч дамжуулахад өрсөлдөх гол давуу тал юм.

Аж үйлдвэрийн хэрэглэгчид гагнуурын процессыг сонгохдоо бүтээгдэхүүнийхээ тодорхой шаардлага, үйлдвэрлэлийн хэмжээ, төсвийг жинлэх ёстой.

• Дээд зэргийн гүйцэтгэл, найдвартай байдлын төлөө(жишээ нь, Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл, өндөр{2}}хүчдэлийн цахилгаан дамжуулалт, сансар огторгуй):

1. Таны бүтээгдэхүүн цахилгаан дамжуулах чанар, механик бат бөх чанар, урт{0}}тогтвортой байдлын талаар маш өндөр шаардлага тавьж, тоног төхөөрөмжийн анхны хөрөнгө оруулалтыг хүлээн зөвшөөрч байвал диффузийн гагнуур нь хамгийн оновчтой сонголт байх нь дамжиггүй.
2. Энэ нь үндсэн материалын гүйцэтгэлд хамгийн ойр холболтыг хангадаг, ялангуяа өндөр гүйдлийн зэс шинийн холболтууд болон дулааны хэв гажилтанд мэдрэмтгий нарийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд тохиромжтой{0}}.
3. Эдгээр чухал хэрэглээнд зориулж диффузын гагнуурын машиныг гагнах эсвэл эсэргүүцэх гагнуурын эсрэг авч үзье.

• Гүйцэтгэл ба зардлыг тэнцвэржүүлэх(жишээ нь, ерөнхий цахилгаан тоног төхөөрөмж, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл):

1. Хэрэв таны хэрэглээ нь цахилгаан дамжуулах чанар, хүч чадлын аль алиных нь хувьд сайн гүйцэтгэлийг шаарддаг бол өртөг болон үйлдвэрлэлийн үр ашгийг тэнцвэржүүлэх шаардлагатай бол гагнах нь боловсорсон бөгөөд хэмнэлттэй сонголт юм.
2. Тохиромжтой дүүргэгч металл, процессыг сонгох замаар найдвартай холболтыг бий болгож чадна.

• Өндөр үр ашиг, масс үйлдвэрлэл(жишээ нь: Зайны таб, жижиг электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүд):

1. Холбогч нь харьцангуй жижиг, орон нутгийн дулааны оролтод бага мэдрэмтгий, хурдан, өндөр{0}}эзэлхүүнтэй үйлдвэрлэл шаарддаг программуудын хувьд эсэргүүцлийн гагнуур нь үр ашгийн чухал давуу талуудыг санал болгодог.
2. Гэсэн хэдий ч өндөр дамжуулалттай зэс, электродын засвар үйлчилгээ хийх процессын оновчтой байдлыг анхааралтай авч үзэх хэрэгтэй.

Дүгнэлт

Диффузын гагнуур, гагнах, эсэргүүцэх гагнуур тус бүр нь өвөрмөц давуу талтай бөгөөд зэс холболтын хэрэглээнд тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг.

• Гагнуурын гагнуур нь онцгой цахилгаан дамжуулах чанар, үндсэн материалтай харьцуулахуйц механик хүч чадал, хамгийн бага дулаанд өртөх-бүсээрээ өндөр{1}}гүйцэтгэлтэй, өндөр-найдвартай, ялангуяа шинэ эрчим хүч, цахилгаан электроникийн хэрэглээнд илүүд үздэг сонголт юм.
• Гагнуур нь уян хатан чанар, зардал{0}}үр ашигтайгаараа ерөнхий холболтод байр сууриа хадгалсаар байна.
• Эсэргүүцлийн гагнуур нь өндөр үр ашгийг ашиглан масс үйлдвэрлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Аж үйлдвэрийн хэрэглэгчид хамгийн тохиромжтой зэс нийлүүлэх процессыг сонгохын тулд бүтээгдэхүүнийхээ онцлогт тулгуурлан янз бүрийн хүчин зүйлийг иж бүрэн авч үзэх хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр бүтээгдэхүүний чанар, зах зээлд өрсөлдөх чадварыг баталгаажуулна.

Одоо холбоо бариарай