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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Soudures et flux. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radio-amateur Technologies L'un des principaux éléments des travaux d'installation électrique et radio est la soudure. La qualité de l'installation est en grande partie déterminée par le choix correct des soudures et des flux nécessaires utilisés lors du soudage des fils, des résistances, des condensateurs, etc. Pour faciliter ce choix, voici un récapitulatif des brasures et flux durs et tendres, de leur utilisation et de leur fabrication. Le brasage est l'assemblage de métaux durs à l'aide d'une soudure fondue ayant un point de fusion inférieur au point de fusion du métal de base. La soudure doit bien dissoudre le métal de base, s'étaler facilement sur sa surface, bien mouiller toute la surface de soudure, ce qui n'est assuré que lorsque la surface mouillée du métal de base est complètement propre. Pour éliminer les oxydes et les contaminants de la surface du métal à souder, le protéger de l'oxydation et mieux mouiller avec la soudure, des produits chimiques appelés fondants sont utilisés. Le point de fusion des flux est inférieur au point de fusion de la soudure. Il existe deux groupes de flux : 1) chimiquement actifs, dissolvant les films d'oxyde, et souvent le métal lui-même (acide chlorhydrique, borax, chlorure d'ammonium, chlorure de zinc) et 2) chimiquement passifs, protégeant uniquement les surfaces soudées de l'oxydation (colophane, cire, stéarine et etc.). En fonction de la composition chimique et du point de fusion des soudures, on distingue le soudage avec des soudures dures et tendres. Les soudures dures incluent les soudures avec un point de fusion supérieur à 400°C, les soudures légères incluent les soudures avec un point de fusion jusqu'à 400°C. Les principaux matériaux utilisés pour la soudure. Étain- métal doux et malléable de couleur blanc argenté. Gravité spécifique à 20°C - 7,31. Point de fusion 231,9°C. Il se dissout bien dans l'acide chlorhydrique ou sulfurique concentré. Le sulfure d'hydrogène n'a pratiquement aucun effet sur lui. Une propriété précieuse de l'étain est sa stabilité dans de nombreux acides organiques. A température ambiante, il est peu sensible à l'oxydation, mais lorsqu'il est exposé à des températures inférieures à 18°C, il peut se transformer en une modification grise ("peste d'étain"). Aux endroits où apparaissent des particules d'étain gris, le métal est détruit. La transition de l'étain blanc au gris s'accélère fortement lorsque la température descend à -50°C. Pour le brasage, il peut être utilisé à la fois sous forme pure et sous forme d'alliages avec d'autres métaux. conduire - métal gris bleuté, doux, facile à travailler, coupé au couteau. Gravité spécifique à 20°C 11,34. Point de fusion 327qC. Dans l'air, il ne s'oxyde qu'à partir de la surface. Il se dissout facilement dans les alcalis, ainsi que dans les acides nitriques et organiques. Résistant aux effets de l'acide sulfurique et des composés sulfuriques. Utilisé pour faire des soudures. Cadmium- métal blanc argenté, tendre, ductile, mécaniquement fragile. Gravité spécifique 8,6. Point de fusion 321°C. Il est utilisé à la fois pour les revêtements anti-corrosion et dans les alliages avec du plomb, de l'étain, du bismuth pour les soudures à bas point de fusion. Antimoine- métal blanc argenté cassant. Gravité spécifique 6,68. Point de fusion 630,5°C. Il ne s'oxyde pas à l'air. Il est utilisé dans les alliages avec du plomb, de l'étain, du bismuth, du cadmium pour les soudures à bas point de fusion. Bismuth- métal cassant gris argenté. Gravité spécifique 9,82. Point de fusion 271°C. Il se dissout dans les acides nitrique et sulfurique chaud. Il est utilisé dans les alliages avec l'étain, le plomb, le cadmium pour obtenir des soudures à bas point de fusion. Zinc- métal gris bleuté. Cassant à froid. Gravité spécifique 7,1. Point de fusion 419°C. A l'air sec il s'oxyde, à l'air humide il est recouvert d'un film d'oxyde qui le protège de la destruction. En combinaison avec le cuivre, il donne un certain nombre d'alliages forts. Facilement soluble dans les acides faibles. Il est utilisé pour la fabrication de soudures dures et de flux acides. Cuivre- métal rougeâtre, malléable et mou. Gravité spécifique 8,6 - 8,9. Point de fusion 1083 C. Se dissout dans les acides sulfurique et nitrique et dans l'ammoniac. Dans l'air sec, il ne cède presque pas à l'oxydation, dans l'air humide, il est recouvert d'oxyde vert. Il est utilisé pour la fabrication de soudures et d'alliages réfractaires. Colophane- un produit du traitement de la résine des conifères Les qualités de colophane plus légères (plus soigneusement nettoyées) sont considérées comme les meilleures. Le point de ramollissement de la colophane est de 55 à 83°C. Il est utilisé comme flux pour le brasage tendre. Brasures tendres La soudure avec des brasures tendres s'est généralisée, en particulier dans la production de travaux d'installation. Les brasures tendres les plus couramment utilisées contiennent une quantité importante d'étain. En tableau. 1 montre les compositions de quelques soudures plomb-étain. Tableau 1
Lors du choix du type de soudure, il est nécessaire de prendre en compte ses caractéristiques et de l'appliquer en fonction de la destination des pièces soudées. Lors du soudage de pièces qui ne permettent pas la surchauffe, des soudures à bas point de fusion sont utilisées. La marque de soudure POS-40 trouve la plus grande application. Il est utilisé pour souder des fils de connexion, des résistances, des condensateurs. La soudure POS-30 est utilisée pour souder des revêtements de blindage, des plaques de laiton et d'autres pièces. Parallèlement à l'utilisation de nuances standard, la soudure POS-60 (60 % d'étain et 40 % de plomb) est également utilisée. Les brasures tendres sont réalisées sous forme de baguettes, de lingots, de fils (jusqu'à 3 mm de diamètre) et de tubes remplis de flux. La technologie de ces soudures sans impuretés particulières est simple et tout à fait réalisable en atelier : le plomb est fondu dans un creuset en graphite ou en métal et on y ajoute de l'étain en petites parties dont la teneur est déterminée en fonction de la marque de soudure. L'alliage liquide est mélangé, les dépôts de carbone sont éliminés de la surface et la soudure fondue est coulée dans des moules en bois ou en acier. L'ajout de bismuth, de cadmium et d'autres additifs est facultatif. Pour souder diverses pièces qui ne permettent pas une surchauffe importante, on utilise en particulier des soudures à bas point de fusion, qui sont obtenues en ajoutant du bismuth et du cadmium ou l'un de ces métaux aux soudures plomb-étain. En tableau. 2 montre les compositions de certaines soudures à bas point de fusion. Tableau 2
Lors de l'utilisation de soudures au bismuth et au cadmium, il convient de tenir compte du fait qu'elles sont très fragiles et créent une soudure moins durable que les soudures plomb-étain. Brasures dures Les soudures dures créent une résistance élevée des coutures. Dans les travaux d'installation électrique et radio, ils sont beaucoup moins utilisés que les brasures tendres. En tableau. La figure 3 montre les compositions de quelques soudures cuivre-zinc. Tableau 3
La couleur de la soudure change en fonction de la teneur en zinc. Ces soudures sont utilisées pour souder le bronze, le laiton, l'acier et d'autres métaux à point de fusion élevé. La soudure PMTs-42 est utilisée pour souder du laiton avec une teneur en cuivre de 60 à 68 %. La soudure PMTs-52 est utilisée pour souder le cuivre et le bronze. Les soudures cuivre-zinc sont réalisées par fusion de cuivre et de zinc dans des fours électriques, dans un creuset en graphite. Au fur et à mesure que le cuivre fond, du zinc est ajouté au creuset ; après la fusion du zinc, environ 0,05 % de cuivre phosphorique est ajouté. La soudure fondue est coulée dans des moules. La température de fusion de la soudure doit être inférieure à la température de fusion du métal soudé. En plus des soudures cuivre-zinc indiquées, des soudures à l'argent sont également utilisées. Les compositions de ces derniers sont données dans le tableau. quatre. Tableau 4
Les soudures à l'argent ont une grande résistance, les coutures soudées par elles sont bien pliées et faciles à traiter. Les soudures PSR-10 et PSR-12 sont utilisées pour souder le laiton contenant au moins 58 % de cuivre, les soudures PSR-25 et PSR-45 - pour souder le cuivre, le bronze et le laiton, la soudure PSR-70 avec la plus haute teneur en argent - pour souder les guides d'ondes , contours volumiques, etc. En plus des soudures à l'argent standard, d'autres sont utilisées, dont les compositions sont données dans le tableau. 5. Tableau 5
Le premier d'entre eux est utilisé pour souder le cuivre, l'acier, le nickel, le second, qui a une conductivité élevée, pour souder les fils; le troisième peut être utilisé pour souder le cuivre, mais ne convient pas aux métaux ferreux ; la quatrième soudure a une fusibilité spéciale, est universelle pour souder le cuivre, ses alliages, le nickel, l'acier. Dans certains cas, du cuivre commercialement pur avec un point de fusion de 1083°C est utilisé comme soudure. Soudures pour le brasage de l'aluminium Le soudage de l'aluminium pose de grandes difficultés en raison de sa capacité à s'oxyder facilement à l'air. Récemment, le soudage de l'aluminium à l'aide de fers à souder à ultrasons a été utilisé. En tableau. La figure 6 montre les compositions de quelques soudures pour le brasage de l'aluminium. Tableau 6
Lors du brasage de l'aluminium, des substances organiques sont utilisées comme fondants : colophane, stéarine, etc. La dernière soudure (solide) est utilisée avec un flux complexe, qui comprend : chlorure de lithium (25-30 %), fluorure de potassium (8-12 %), chlorure de zinc (8-15 %), chlorure de potassium (59-43 % ). Le point de fusion du fondant est d'environ 450°C. Flux Le bon mouillage des joints de soudure et la formation de cordons résistants dépendent largement de la qualité du flux. À la température de soudage, le flux doit fondre et se répandre en une couche uniforme ; au moment du soudage, il doit flotter à la surface extérieure de la soudure. Le point de fusion du flux doit être quelque peu inférieur au point de fusion de la soudure utilisée. Flux réactifs(acide) - ce sont des flux qui, dans la plupart des cas, contiennent de l'acide chlorhydrique libre dans leur composition. Un inconvénient important des flux acides est la formation intense de corrosion des joints de soudure. Les flux chimiquement actifs comprennent principalement de l'acide chlorhydrique, qui est utilisé pour souder des pièces en acier avec des brasures tendres. L'acide restant à la surface du métal après le brasage le dissout et provoque la corrosion. Après le soudage, les produits doivent être lavés à l'eau courante chaude. L'utilisation d'acide chlorhydrique lors du soudage d'équipements radio est interdite, car pendant le fonctionnement, les contacts électriques peuvent être rompus aux points de soudure. Il convient de garder à l'esprit que l'acide chlorhydrique provoque des brûlures lorsqu'il pénètre dans le corps. chlorure de zinc(acide gravé), selon les conditions de brasage, est utilisé sous forme de poudre ou de solution. Utilisé pour souder le laiton, le cuivre et l'acier. Pour préparer le fondant, il est nécessaire de dissoudre une partie en poids de zinc dans cinq parties en poids d'acide chlorhydrique à 50 % dans du plomb ou de la verrerie. Un signe de la formation de chlorure de zinc est l'arrêt de la libération de bulles d'hydrogène. En raison du fait qu'il y a toujours une petite quantité d'acide libre dans la solution, une corrosion se produit aux points de soudure. Par conséquent, après la soudure, le point de soudure doit être soigneusement lavé à l'eau chaude courante. La soudure au chlorure de zinc dans la pièce où se trouve l'équipement radio n'est pas autorisée. Il est également impossible d'utiliser du chlorure de zinc pour souder des équipements électriques et radio. Conserver le chlorure de zinc dans un récipient en verre avec un bouchon en verre hermétiquement fermé. Borax(sel de sodium aqueux de l'acide pyroborique) est utilisé comme fondant lors du soudage avec des soudures de laiton et d'argent. Facilement soluble dans l'eau. Lorsqu'il est chauffé, il se transforme en une masse vitreuse. Point de fusion 741°C. Les sels formés lors de la soudure au borax doivent être éliminés par nettoyage mécanique. La poudre de borax doit être conservée dans des bocaux en verre hermétiquement fermés. Nitrate(chlorure d'ammonium) est utilisé sous forme de poudre pour nettoyer la surface de travail du fer à souder avant l'étamage. Flux chimiquement passifs (sans acide) Les flux sans acide comprennent diverses substances organiques : colophane, graisses, huiles et glycérine. La plus utilisée dans les travaux d'installation électrique et radio est la colophane (sous forme sèche ou sa solution dans l'alcool). La propriété la plus précieuse de la colophane en tant que fondant est que ses résidus après le brasage ne provoquent pas de corrosion du métal. La colophane n'a ni propriétés réductrices ni dissolvantes. Il sert uniquement à protéger le point de soudure de l'oxydation. Pour la préparation du flux d'alcool dans la colophane, on prend une partie en poids de colophane broyée, qui est dissoute dans six parties en poids d'alcool. Après dissolution complète de la colophane, le fondant est considéré comme prêt. Lors de l'utilisation de colophane, les points de soudure doivent être soigneusement nettoyés des oxydes. Souvent, pour le soudage à la colophane, les pièces doivent être pré-étamées. stéarinene provoque pas de corrosion. Il est utilisé pour souder des gaines de plomb de câbles, de raccords, etc. Récemment, il a été largement utilisé groupe de flux LTIutilisé pour souder les métaux avec des soudures tendres. En termes de propriétés anti-corrosion, les flux LTI ne sont pas inférieurs aux flux sans acide, mais en même temps, ils peuvent être utilisés pour souder des métaux qui ne pouvaient pas être soudés auparavant, par exemple des pièces avec des revêtements galvanisés. Les flux LTI peuvent également être utilisés pour le fer à souder et ses alliages (dont l'inox), le cuivre et ses alliages, et les métaux à haute résistivité (voir Tableau 7). Tableau 7
Lors de la soudure avec du flux LTI, il suffit de nettoyer les points de soudure uniquement des huiles, de la rouille et d'autres contaminants. Lors du soudage de pièces galvanisées, le zinc ne doit pas être retiré du lieu de soudage. Avant de souder des pièces avec du tartre, ce dernier doit être éliminé par gravure dans des acides. La pré-gravure du laiton n'est pas nécessaire. Le flux est appliqué à la jonction avec un pinceau, ce qui peut être fait à l'avance. Le flux doit être stocké dans un récipient en verre ou en céramique. Lors du soudage de pièces au profil complexe, vous pouvez utiliser de la pâte à souder additionnée de flux LTI-120. Il se compose de 70-80 g de vaseline, 20-25 g de colophane et 50-70 ml de flux LTI-120. Mais les flux LTI-1 et LTI-115 présentent un gros inconvénient: des taches sombres subsistent après le soudage et une ventilation intensive est également nécessaire lorsque vous travaillez avec eux. Flux LTI-120 ne laisse pas de taches sombres après la soudure et ne nécessite pas de ventilation intensive, son utilisation est donc beaucoup plus large. Habituellement, les résidus de flux après le soudage ne peuvent pas être éliminés. Mais si le produit doit être utilisé dans des conditions corrosives sévères, après le soudage, les résidus de flux sont éliminés à l'aide d'extrémités humidifiées avec de l'alcool ou de l'acétone. La fabrication du fondant est technologiquement simple: de l'alcool est versé dans du bois ou de la verrerie propre, de la colophane broyée est versée jusqu'à l'obtention d'une solution homogène, puis de la triéthanolamine est introduite, puis des additifs actifs. Après avoir chargé tous les composants, le mélange est agité pendant 20 à 25 minutes. Le flux produit doit être vérifié pour une réaction neutre avec le tournesol ou le méthyl orange. La durée de conservation du flux ne dépasse pas 6 mois. Publication : cxem.net
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