कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु स्टील की ब्रेज़िंग

1. ब्रेज़िंग सामग्री

 (1)कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु स्टील की ब्रेज़िंग में सॉफ्ट ब्रेज़िंग और हार्ड ब्रेज़िंग शामिल हैं। सॉफ्ट सोल्डरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सोल्डर टिन लेड सोल्डर है। इस सोल्डर की स्टील के प्रति वेटेबिलिटी टिन की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ती 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 इंटरफ़ेस पर Fesn2 इंटरमेटैलिक यौगिक परत बन सकती है। इस परत में यौगिक के निर्माण से बचने के लिए, ब्रेज़िंग तापमान और होल्डिंग समय को उचित रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। विभिन्न विशिष्ट टिन लेड सोल्डरों के साथ ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील जोड़ों की अपरूपण शक्ति तालिका 1 में दर्शाई गई है। इनमें से, 50% w (SN) के साथ ब्रेज़ किए गए जोड़ की शक्ति सबसे अधिक है, और एंटीमनी मुक्त सोल्डर के साथ वेल्ड किए गए जोड़ की शक्ति एंटीमनी के साथ वेल्ड किए गए जोड़ की तुलना में अधिक है।

तालिका 1 में टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील जोड़ों की अपरूपण शक्ति दर्शाई गई है।

कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील की ब्रेज़िंग करते समय, शुद्ध तांबा, तांबा-जिंक और चांदी-तांबा-जिंक ब्रेज़िंग फिलर धातुओं का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। शुद्ध तांबे का गलनांक उच्च होता है और ब्रेज़िंग के दौरान यह बेस मेटल को आसानी से ऑक्सीकृत कर देता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से गैस-शील्डेड ब्रेज़िंग और वैक्यूम ब्रेज़िंग में किया जाता है। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ब्रेज़्ड जोड़ों के बीच का अंतर 0.05 मिमी से कम होना चाहिए ताकि तांबे की उच्च तरलता के कारण जोड़ के अंतर को भरने में असमर्थता की समस्या से बचा जा सके। शुद्ध तांबे से ब्रेज़्ड कार्बन स्टील और कम मिश्र धातु वाले स्टील के जोड़ों में उच्च शक्ति होती है। आमतौर पर, अपरूपण शक्ति 150 से 215 एमपीए होती है, जबकि तन्यता शक्ति 170 से 340 एमपीए के बीच होती है।

शुद्ध तांबे की तुलना में, जिंक (Zn) मिलाने से कॉपर जिंक सोल्डर का गलनांक कम हो जाता है। ब्रेज़िंग के दौरान जिंक के वाष्पीकरण को रोकने के लिए, एक ओर तो कॉपर जिंक सोल्डर में थोड़ी मात्रा में सिलिकॉन (Si) मिलाया जा सकता है; दूसरी ओर, ज्वाला ब्रेज़िंग, इंडक्शन ब्रेज़िंग और डिप ब्रेज़िंग जैसी तीव्र ताप विधियों का उपयोग किया जाना चाहिए। कॉपर जिंक फिलर मेटल से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु इस्पात के जोड़ों में अच्छी मजबूती और प्लास्टिसिटी होती है। उदाहरण के लिए, b-Cu62Zn सोल्डर से ब्रेज़ किए गए कार्बन स्टील के जोड़ों की तन्यता शक्ति और अपरूपण शक्ति क्रमशः 420MPa और 290MPa तक पहुँच जाती है। सिल्वर कॉपर स्टेशन सोल्डर का गलनांक कॉपर जिंक सोल्डर की तुलना में कम होता है, जो नीडल वेल्डिंग के लिए सुविधाजनक है। यह फिलर मेटल कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु इस्पात की ज्वाला ब्रेज़िंग, इंडक्शन ब्रेज़िंग और फर्नेस ब्रेज़िंग के लिए उपयुक्त है, लेकिन फर्नेस ब्रेज़िंग के दौरान जिंक की मात्रा को यथासंभव कम किया जाना चाहिए और ताप दर को बढ़ाया जाना चाहिए। कार्बन स्टील और निम्न मिश्रधातु स्टील को सिल्वर, कॉपर, जिंक फिलर मेटल से ब्रेज़िंग करने पर अच्छी मजबूती और प्लास्टिसिटी वाले जोड़ प्राप्त किए जा सकते हैं। विशिष्ट आंकड़े तालिका 2 में दिए गए हैं।

तालिका 2 में सिल्वर कॉपर जिंक सोल्डर से ब्रेज़ किए गए लो कार्बन स्टील जोड़ों की मजबूती दर्शाई गई है।

(2) फ्लक्स: कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु स्टील की ब्रेज़िंग के लिए फ्लक्स या शील्डिंग गैस का उपयोग किया जाना चाहिए। फ्लक्स का निर्धारण आमतौर पर चयनित फिलर धातु और ब्रेज़िंग विधि द्वारा किया जाता है। टिन-लेड सोल्डर का उपयोग करते समय, जिंक क्लोराइड और अमोनियम क्लोराइड के मिश्रित द्रव या अन्य विशेष फ्लक्स का उपयोग फ्लक्स के रूप में किया जा सकता है। इस फ्लक्स का अवशेष आमतौर पर अत्यधिक संक्षारक होता है, इसलिए ब्रेज़िंग के बाद जोड़ को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए।

कॉपर जिंक फिलर मेटल के साथ ब्रेज़िंग करते समय, fb301 या fb302 फ्लक्स का चयन किया जाना चाहिए, अर्थात् बोरेक्स या बोरेक्स और बोरिक एसिड का मिश्रण; फ्लेम ब्रेज़िंग में, मिथाइल बोरेट और फॉर्मिक एसिड के मिश्रण को भी ब्रेज़िंग फ्लक्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसमें B2O3 वाष्प फिल्म हटाने का काम करती है।

जब सिल्वर कॉपर जिंक ब्रेज़िंग फिलर मेटल का उपयोग किया जाता है, तो fb102, fb103 और fb104 ब्रेज़िंग फ्लक्स का चयन किया जा सकता है, जो बोरेक्स, बोरिक एसिड और कुछ फ्लोराइड का मिश्रण होता है। इस फ्लक्स का अवशेष कुछ हद 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 द्वारा अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए ताकि ऑक्साइड परत और कार्बनिक पदार्थ पूरी तरह से हट जाएं। 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 वाले स्टील को कई सामान्य ब्रेज़िंग विधियों द्वारा जोड़ा जा सकता है। फ्लेम ब्रेज़िंग के दौरान, तटस्थ या हल्का अपचायक फ्लेम का उपयोग किया जाना चाहिए। ऑपरेशन के दौरान, फिलर मेटल और फ्लक्स को फ्लेम द्वारा सीधे गर्म होने से यथासंभव बचना चाहिए। इंडक्शन ब्रेज़िंग और डिप ब्रेज़िंग जैसी तीव्र ताप विधियाँ क्वेंच्ड और टेम्पर किए गए स्टील की ब्रेज़िंग के लिए बहुत उपयुक्त हैं। साथ ही, बेस मेटल को नरम होने से बचाने के लिए टेम्परिंग तापमान से कम तापमान पर क्वेंचिंग या ब्रेज़िंग का चयन किया जाना चाहिए। सुरक्षात्मक वातावरण में कम मिश्र धातु वाले उच्च शक्ति वाले स्टील की ब्रेज़िंग करते समय, न केवल उच्च शुद्धता वाली गैस की आवश्यकता होती है, बल्कि बेस मेटल की सतह पर फिलर मेटल के गीलापन और फैलाव को सुनिश्चित करने के लिए गैस फ्लक्स का उपयोग भी आवश्यक है।

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