सक्रिय धातुओं का ब्रेज़िंग

1. ब्रेज़िंग सामग्री

(1) टाइटेनियम और इसके आधार मिश्र धातुओं को नरम सोल्डर से शायद ही कभी ब्रेज़ किया जाता है। ब्रेज़िंग के लिए उपयोग की जाने वाली ब्रेज़िंग फिलर धातुओं में मुख्य रूप से सिल्वर बेस, एल्युमीनियम बेस, टाइटेनियम बेस या टाइटेनियम ज़िरकोनियम बेस शामिल हैं।

सिल्वर आधारित सोल्डर का उपयोग मुख्य रूप से 540 ℃ से कम कार्य तापमान वाले घटकों के लिए किया जाता है। शुद्ध सिल्वर सोल्डर से बने जोड़ों की मजबूती कम होती है, उनमें दरार पड़ने की संभावना अधिक होती है और उनका संक्षारण और ऑक्सीकरण प्रतिरोध कमजोर होता है। Ag Cu सोल्डर का ब्रेज़िंग तापमान सिल्वर की तुलना में कम होता है, लेकिन Cu की मात्रा बढ़ने के साथ इसकी वेटेबिलिटी कम हो जाती है। थोड़ी मात्रा में Li युक्त Ag Cu सोल्डर वेटेबिलिटी और सोल्डर तथा बेस मेटल के बीच मिश्रधातुकरण की डिग्री को बेहतर बना सकता है। AG Li सोल्डर का गलनांक कम होता है और यह काफी रिड्यूसिबल होता है। यह सुरक्षात्मक वातावरण में टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ब्रेज़िंग के लिए उपयुक्त है। हालांकि, वैक्यूम ब्रेज़िंग से Li के वाष्पीकरण के कारण भट्टी प्रदूषित हो जाती है। Ag-5al- (0.5 ~ 1.0) Mn फिलर मेटल पतली दीवार वाले टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के लिए पसंदीदा फिलर मेटल है। ब्रेज़्ड जोड़ में ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध अच्छा होता है। सिल्वर आधारित फिलर मेटल से ब्रेज़्ड टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु जोड़ों की अपरूपण शक्ति तालिका 12 में दर्शाई गई है।

तालिका 12 में टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ब्रेज़िंग प्रक्रिया मापदंडों और जोड़ की मजबूती को दर्शाया गया है।

एल्यूमीनियम आधारित सोल्डर का ब्रेज़िंग तापमान कम होता है, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातु के बीटा चरण रूपांतरण की संभावना कम हो जाती है और ब्रेज़िंग फिक्स्चर की सामग्री और संरचना के चयन की आवश्यकता कम हो जाती है। फिलर धातु और आधार धातु के बीच परस्पर क्रिया कम होती है, और विघटन और प्रसार स्पष्ट नहीं होते हैं, लेकिन फिलर धातु की प्लास्टिसिटी अच्छी होती है, और फिलर धातु और आधार धातु को एक साथ रोल करना आसान होता है, इसलिए यह टाइटेनियम मिश्र धातु रेडिएटर, हनीकॉम्ब संरचना और लैमिनेट संरचना की ब्रेज़िंग के लिए बहुत उपयुक्त है।

टाइटेनियम आधारित या टाइटेनियम ज़िरकोनियम आधारित फ्लक्स में आमतौर पर Cu, Ni और अन्य तत्व होते हैं, जो मैट्रिक्स में तेज़ी से फैल सकते हैं और ब्रेज़िंग के दौरान टाइटेनियम के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मैट्रिक्स का क्षरण और भंगुर परत का निर्माण होता है। इसलिए, ब्रेज़िंग के दौरान तापमान और होल्डिंग समय को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, और जहाँ तक संभव हो, पतली दीवारों वाली संरचनाओं की ब्रेज़िंग के लिए इनका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। B-ti48zr48be एक विशिष्ट Ti Zr सोल्डर है। इसमें टाइटेनियम के प्रति अच्छी वेटेबिलिटी होती है, और ब्रेज़िंग के दौरान बेस मेटल में ग्रेन ग्रोथ की प्रवृत्ति नहीं होती है।

(2) ज़िरकोनियम और बेस मिश्र धातुओं के लिए ब्रेज़िंग फिलर धातुएँ ज़िरकोनियम और बेस मिश्र धातुओं की ब्रेज़िंग में मुख्य रूप से b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5 आदि शामिल हैं, जिनका व्यापक रूप से परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों के ज़िरकोनियम मिश्र धातु पाइपों की ब्रेज़िंग में उपयोग किया जाता है।

(3) टाइटेनियम, ज़िरकोनियम और बेस मिश्र धातुओं के लिए ब्रेज़िंग फ्लक्स और सुरक्षात्मक वातावरण निर्वात और अक्रिय वातावरण (हीलियम और आर्गन) में संतोषजनक परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। आर्गन शील्डेड ब्रेज़िंग के लिए उच्च शुद्धता वाले आर्गन का उपयोग किया जाना चाहिए, और ओस बिंदु -54 ℃ या उससे कम होना चाहिए। फ्लेम ब्रेज़िंग के लिए धातु Na, K और Li के फ्लोराइड और क्लोराइड युक्त विशेष फ्लक्स का उपयोग किया जाना चाहिए।

2. ब्रेज़िंग तकनीक

ब्रेज़िंग से पहले, सतह को अच्छी तरह से साफ, चिकनाई रहित और ऑक्साइड परत को हटाना आवश्यक है। मोटी ऑक्साइड परत को यांत्रिक विधि, सैंडब्लास्टिंग विधि या पिघले हुए नमक के घोल से हटाया जा सकता है। पतली ऑक्साइड परत को 20% से 40% नाइट्रिक एसिड और 2% हाइड्रोफ्लोरिक एसिड वाले घोल में हटाया जा सकता है।

ब्रेज़िंग प्रक्रिया के दौरान Ti, Zr और उनके मिश्र धातुओं को जोड़ की सतह के हवा के संपर्क में आने की अनुमति नहीं है। ब्रेज़िंग प्रक्रिया निर्वात या अक्रिय गैस की सुरक्षा में की जा सकती है। उच्च आवृत्ति प्रेरण तापन या सुरक्षा में तापन का उपयोग किया जा सकता है। छोटे सममित भागों के लिए प्रेरण तापन सर्वोत्तम विधि है, जबकि बड़े और जटिल घटकों के लिए भट्टी में ब्रेज़िंग अधिक लाभदायक है।

Ti, Zr और उनके मिश्र धातुओं की ब्रेज़िंग के लिए Ni, Cr, W, Mo, Ta और अन्य सामग्रियों का चयन हीटिंग एलिमेंट के रूप में किया जाना चाहिए। कार्बन प्रदूषण से बचने के लिए, खुले ग्रेफाइट वाले हीटिंग एलिमेंट वाले उपकरणों का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। ब्रेज़िंग फिक्स्चर ऐसी सामग्रियों से बना होना चाहिए जिनमें उच्च तापमान पर अच्छी मजबूती हो, Ti या Zr के समान तापीय विस्तार गुणांक हो और आधार धातु के साथ कम प्रतिक्रियाशीलता हो।