معرفة

 

يتميز النحاس بموصلية كهربائية وحرارية ممتازة، ومقاومة للتآكل، وقوة وصلابة عالية. إضافة عناصر سبائكية متنوعة إليه تُحسّن مقاومته للتآكل ومتانته وقابليته للتشغيل الآلي.

 

مادة اساسية:

 

1. النحاس النقي (ينقسم إلى نحاس يحتوي على الأكسجين ونحاس خالٍ من الأكسجين)

التكوين: محتوى النحاس ≥ 99.5٪، قد يحتوي على كمية صغيرة من الشوائب (مثل الأكسجين والكبريت والرصاص).

الخصائص: موصلية كهربائية ممتازة (حوالي 100% IACS) وموصلية حرارية، ولكن محتوى الأكسجين مرتفع نسبيًا (محتوى الأكسجين في النحاس الأحمر الشائع مثل T2 حوالي 0.06% - 0.1%).

الدرجات الشائعة: T1 (نحاس ≥ 99.95%)، T2 (نحاس ≥ 99.90%)، T3 (نحاس ≥ 99.70%). سيناريوهات الاستخدام

فهو مناسب للسيناريوهات الموصلة أو الموصلة للحرارة بشكل عام (مثل الكابلات المنزلية، والأنابيب، ومشعات النحاس، والألواح الباردة النحاسية، وما إلى ذلك) وهو حساس للتكلفة.

من السهل إزالة أكاسيد Cu2O أو CuO المتكونة على سطح النحاس النقي، وبالتالي فإن خاصية اللحام للنحاس النقي جيدة جدًا.

يحتوي نحاس الأكسجين على أكسيد النحاس. عند اللحام في جو مُختزل يحتوي على الهيدروجين، ينتشر الهيدروجين في النحاس، مُختزلاً أكسيد النحاس ومُكوّناً بخار الماء. في الحالات الشديدة، قد ينكسر النحاس. لا يُمكن تقوية النحاس النقي بالمعالجة الحرارية. تقل قوة النحاس النقي المُشغول على البارد بعد اللحام، وخاصةً بعد اللحام في الفرن، حيث يصبح النحاس النقي ليناً للغاية. عند اختيار طريقة التسخين للحام، يجب مراعاة مشكلة تليين النحاس النقي بدقة.

 

2. النحاس الخالي من الأكسجين:

التكوين: محتوى النحاس ≥ 99.99%، محتوى الأكسجين ≤ 0.003% (مثل TU0، TU1، وما إلى ذلك).

الخصائص: خالية من الأكسجين تقريبًا، وموصلية كهربائية أعلى (تقترب من القيمة النظرية)، ومقاومة أفضل لهشاشة الهيدروجين وأداء معالجة أفضل.

الدرجات الشائعة: TU0، TU1، TU2 سيناريوهات الاستخدام

لتلبية متطلبات النقاء العالي ومحتوى الأكسجين المنخفض، مثل:

- البيئات المفرغة من الهواء (يمكن لشوائب الأكسجين أن تسبب بسهولة التفريغ أو التلوث).

- إلكترونيات عالية التردد (الموصلية العالية تقلل من فقدان الإشارة).

- التشغيل الدقيق (منع الأكسدة من التسبب في التشقق).

 

 

يتضمن مقدمة اليوم لعملية اللحام الفراغي وبحوث أداء النحاس الأحمر النقاط الفنية الرئيسية التالية:

 

1. عملية لحام الفضة والنحاس الأيوتكتيكي (AgCu28)

◎ المعلمات المثالية:

عندما تكون درجة حرارة اللحام 810-850 درجة مئوية ووقت الإمساك 5 دقائق، تصل قوة القص للمفصل إلى القيمة القصوى 240 ميجا باسكال؛ تنخفض القوة عندما تتجاوز درجة الحرارة 850 درجة مئوية.

◎ البنية الدقيقة:

◇ يتكون المفصل من محلول صلب قائم على النحاس (قريب من جانب المعدن الأساسي) وهيكل إيتكتيكي من الفضة والنحاس (في وسط اللحام باللحام).

◇ مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد سماكة طبقة المحلول الصلب القائم على النحاس، وتصبح الطبقة الأيوتكتيكية رقيقة، ويقل العرض الإجمالي لدرزة اللحام.

◎ وضع الكسر:

تحدث الكسور في الغالب عند الواجهة بين المحلول الصلب القائم على النحاس والبنية الأيوتكتيكية الفضية النحاسية.

◎ مزايا اللحام الفراغي:

تجنب الأكسدة، وتقليل الإجهاد المتبقي، وعدم الحاجة إلى التدفق، وتقليل المسامية وعيوب إدراج الخبث.

 

2. عملية لحام النحاس والفوسفور غير المتبلور (Cu-Ni-Sn-P)s

◎ تحسين العملية:

◇ يتميز اللحام غير المتبلور بنقطة انصهار أقل بمقدار 4.5 درجة مئوية من اللحام الشائع، مع نطاق تبلور منخفض يبلغ 3.5 درجة مئوية، وقابلية ترطيب محسنة بشكل كبير (مساحة انتشار أكبر).

◇ يتم تحقيق أفضل قابلية للبلل عند 680 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة، مع مساحة انتشار تبلغ 270 مم².

◎ البنية الدقيقة:

◇ تقل المرحلة الهشة Cu₃P في خط اللحام مع امتداد وقت الإمساك، بينما يزداد المحلول الصلب القائم على البلاستيك Cu، مما يعزز قوة المفصل.

◎ انتشار العناصر: ينتشر القصدير والنيكل والفوسفور بشكل كبير مع المادة الأساسية، وتكون قابلية البلل للتفاعل هي السائدة، مما يؤدي إلى رابطة واجهة محكمة.

 

3. ملخص المعلمات الرئيسية

| نوع اللحام | درجة حرارة اللحام المثالية | مدة التثبيت | قوة القص/قابلية البلل |

| لحام الفضة والنحاس | 850 درجة مئوية | 5 دقائق | أقصى قوة قص 238 ميجا باسكال |

| نحاس-فوسفور غير متبلور | 680 درجة مئوية | 20 دقيقة | أقصى مساحة انتشار 269 مم²، خصائص شد مُحسّنة |

 

4. مقارنة الاختلافات

◎لحام AgCu28

الشكل: معجون لحام، سلك لحام، صفائح لحام. مناسب للاستخدام في ظروف تتطلب قوة عالية، لكن نطاق درجة الحرارة ضيق نسبيًا (820 إلى 950 درجة مئوية).

◎لحام النحاس الفوسفوري غير المتبلور

الشكل: معجون لحام، شريط غير متبلور. يتميز بقابلية أفضل للبلل وهشاشة أقل، مما يجعله مناسبًا للحام الدقيق الذي يتطلب نقطة انصهار منخفضة وسهولة في التشكيل.

 

5. بالإضافة إلى ذلك، لحام الفضة والنحاس والفوسفور

يُعزز عنصر الفوسفور الموجود في اللحام قدرته على التدفق الذاتي، مما يُغني عن الحاجة إلى تدفق إضافي أثناء عملية اللحام. يتميز اللحام بسيولة عالية وقابلية عالية للبلل، ويُستخدم خصيصًا في لحام النحاس وسبائكه.

 

سيناريوهات التطبيق:

◇ يُعدّ لحام الفضة والنحاس والفوسفور خيارًا مثاليًا لتوصيل النحاس وسبائكه. وهو شائع الاستخدام في صناعة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، ويُستخدم عادةً في قطاع التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد لتوصيل أنابيب النحاس ومكوناته في أنظمة التبريد والمبادلات الحرارية ووحدات تكييف الهواء.

◇ في مجال السيارات، يتم استخدامه في لحام خطوط الوقود ومكونات ناقل الحركة؛

◇ نقطة الانصهار المنخفضة والخصائص ذاتية التدفق مناسبة أيضًا لتطبيقات الأنابيب والوصلات الأخرى القائمة على النحاس.

◇ مفاتيح الفراغ، جهات الاتصال، لحام المواد الكهربائية

تُستخدم أيضًا BCuP-5 (15 فضة - نحاس - فوسفور)، BCuP8 (18 فضة - نحاس - فوسفور) (على شكل معجون لحام أو صفائح لحام) كمعادن حشو للحام الفراغي للنحاس الأحمر.

في التطبيقات العملية، يجب اختيار نوع المعدن المستخدم في حشو اللحام ومعلمات العملية بناءً على ظروف محددة لتحسين الأداء.