कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु स्टील का ब्रेज़िंग

1. ब्रेज़िंग सामग्री

 (1)कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील के ब्रेज़िंग में सॉफ्ट ब्रेज़िंग और हार्ड ब्रेज़िंग शामिल हैं। सॉफ्ट सोल्डरिंग में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सोल्डर टिन लेड सोल्डर है। इस सोल्डर की स्टील पर गीलापन टिन की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ता है, इसलिए जोड़ों को सील करने के लिए उच्च टिन सामग्री वाले सोल्डर का उपयोग किया जाना चाहिए। टिन लेड सोल्डर में टिन और स्टील के बीच इंटरफेस पर Fesn2 इंटरमेटेलिक यौगिक परत बन सकती है। इस परत में यौगिक के निर्माण से बचने के लिए, ब्रेज़िंग तापमान और धारण समय को ठीक से नियंत्रित किया जाना चाहिए। कई विशिष्ट टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील जोड़ों की कतरनी शक्ति तालिका 1 में दिखाई गई है। उनमें से, 50% w (SN) के साथ ब्रेज़ किए गए संयुक्त शक्ति सबसे अधिक है, और एंटीमनी मुक्त सोल्डर से वेल्ड की गई संयुक्त शक्ति एंटीमनी से अधिक है।

तालिका 1 टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़्ड कार्बन स्टील जोड़ों की कतरनी शक्ति

कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील को टांकते समय, शुद्ध तांबा, तांबा जस्ता और चांदी तांबा जस्ता टांकने वाले भराव धातुओं का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। शुद्ध तांबे का गलनांक उच्च होता है और टांकने के दौरान आधार धातु का ऑक्सीकरण आसानी से हो जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से गैस परिरक्षित टांकने और वैक्यूम टांकने के लिए किया जाता है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि टांके गए जोड़ों के बीच का अंतर 0.05 मिमी से कम होना चाहिए ताकि तांबे की अच्छी तरलता के कारण जोड़ों के बीच का अंतर न भर पाने की समस्या से बचा जा सके। शुद्ध तांबे से टांके गए कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील के जोड़ों में उच्च शक्ति होती है। आम तौर पर, कतरनी शक्ति 150 ~ 215mpa होती है, जबकि तन्य शक्ति 170 ~ 340mpa के बीच वितरित होती है।

शुद्ध तांबे की तुलना में, तांबा-जस्ता सोल्डर का गलनांक Zn मिलाने के कारण कम हो जाता है। ब्रेज़िंग के दौरान Zn के वाष्पीकरण को रोकने के लिए, एक ओर, तांबा-जस्ता सोल्डर में थोड़ी मात्रा में Si मिलाया जा सकता है; दूसरी ओर, तेज़ तापन विधियों का उपयोग किया जाना चाहिए, जैसे कि फ्लेम ब्रेज़िंग, इंडक्शन ब्रेज़िंग और डिप ब्रेज़िंग। तांबा-जस्ता भराव धातु से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु स्टील के जोड़ों में अच्छी शक्ति और प्लास्टिसिटी होती है। उदाहरण के लिए, b-cu62zn सोल्डर से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील के जोड़ों की तन्य शक्ति और कतरनी शक्ति क्रमशः 420MPa और 290MPa तक पहुँच जाती है। सिल्वर कॉपर स्टेशन सोल्डर का गलनांक तांबा-जस्ता सोल्डर की तुलना में कम होता है, जो सुई वेल्डिंग के लिए सुविधाजनक है। यह भराव धातु कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु स्टील के फ्लेम ब्रेज़िंग, इंडक्शन ब्रेज़िंग और फर्नेस ब्रेज़िंग के लिए उपयुक्त है, लेकिन फर्नेस ब्रेज़िंग के दौरान Zn की मात्रा को यथासंभव कम किया जाना चाहिए और तापन दर को बढ़ाया जाना चाहिए। कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील को सिल्वर कॉपर जिंक फिलर धातु के साथ ब्रेज़ करके अच्छी मज़बूती और प्लास्टिसिटी वाले जोड़ प्राप्त किए जा सकते हैं। विशिष्ट आँकड़े तालिका 2 में दिए गए हैं।

तालिका 2 सिल्वर कॉपर जिंक सोल्डर से ब्रेज़्ड निम्न कार्बन स्टील जोड़ों की मजबूती

(2) फ्लक्स: कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील को ब्रेज़ करने के लिए फ्लक्स या परिरक्षण गैस का उपयोग किया जाना चाहिए। फ्लक्स का निर्धारण आमतौर पर चयनित भराव धातु और ब्रेज़िंग विधि द्वारा किया जाता है। टिन लेड सोल्डर का उपयोग करते समय, जिंक क्लोराइड और अमोनियम क्लोराइड के मिश्रित द्रव को फ्लक्स या अन्य विशेष फ्लक्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस फ्लक्स का अवशेष आमतौर पर अत्यधिक संक्षारक होता है, और ब्रेज़िंग के बाद जोड़ को अच्छी तरह से साफ़ किया जाना चाहिए।

तांबा जस्ता भराव धातु के साथ टांकना करते समय, fb301 या fb302 प्रवाह का चयन किया जाएगा, अर्थात, बोरेक्स या बोरेक्स और बोरिक एसिड का मिश्रण; लौ टांकना में, मिथाइल बोरेट और फॉर्मिक एसिड का मिश्रण भी टांकना प्रवाह के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसमें B2O3 वाष्प फिल्म हटाने की भूमिका निभाता है।

सिल्वर कॉपर जिंक ब्रेज़िंग फिलर धातु का उपयोग करते समय, fb102, fb103 और fb104 ब्रेज़िंग फ्लक्स का चयन किया जा सकता है, अर्थात बोरेक्स, बोरिक एसिड और कुछ फ्लोराइड का मिश्रण। इस फ्लक्स का अवशेष एक निश्चित सीमा तक संक्षारक होता है और ब्रेज़िंग के बाद इसे हटा देना चाहिए।

2. ब्रेज़िंग तकनीक

वेल्डिंग की जाने वाली सतह को यांत्रिक या रासायनिक विधियों से साफ किया जाना चाहिए ताकि ऑक्साइड फिल्म और कार्बनिक पदार्थ पूरी तरह से हट जाएँ। साफ की गई सतह बहुत खुरदरी नहीं होनी चाहिए और उस पर धातु के टुकड़े या अन्य गंदगी नहीं चिपकनी चाहिए।

कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु स्टील को विभिन्न सामान्य ब्रेज़िंग विधियों द्वारा ब्रेज़ किया जा सकता है। फ्लेम ब्रेज़िंग के दौरान, उदासीन या थोड़ी कम करने वाली लौ का उपयोग किया जाना चाहिए। संचालन के दौरान, जहाँ तक हो सके, फ़िलर धातु और फ्लक्स को लौ द्वारा सीधे गर्म करने से बचना चाहिए। इंडक्शन ब्रेज़िंग और डिप ब्रेज़िंग जैसी तीव्र ताप विधियाँ, शमन और टेम्पर्ड स्टील की ब्रेज़िंग के लिए बहुत उपयुक्त हैं। साथ ही, बेस मेटल को नरम होने से बचाने के लिए टेम्परिंग से कम तापमान पर शमन या ब्रेज़िंग का चयन किया जाना चाहिए। सुरक्षात्मक वातावरण में कम मिश्र धातु वाले उच्च शक्ति वाले स्टील को ब्रेज़ करते समय, न केवल उच्च शुद्धता वाली गैस की आवश्यकता होती है, बल्कि बेस मेटल की सतह पर फ़िलर धातु को गीला और फैलाना सुनिश्चित करने के लिए गैस फ्लक्स का भी उपयोग किया जाना चाहिए।

अवशिष्ट फ्लक्स को रासायनिक या यांत्रिक विधियों द्वारा हटाया जा सकता है। कार्बनिक ब्रेज़िंग फ्लक्स के अवशेषों को गैसोलीन, अल्कोहल, एसीटोन और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स से पोंछा या साफ़ किया जा सकता है; जिंक क्लोराइड और अमोनियम क्लोराइड जैसे प्रबल संक्षारक फ्लक्स के अवशेषों को पहले NaOH के जलीय घोल में निष्प्रभावी किया जाना चाहिए, और फिर गर्म और ठंडे पानी से साफ़ किया जाना चाहिए; बोरिक अम्ल और बोरिक अम्ल फ्लक्स के अवशेषों को हटाना कठिन होता है, और इन्हें केवल यांत्रिक विधियों या बढ़ते पानी में लंबे समय तक डुबोकर ही हटाया जा सकता है।