การวิเคราะห์กระบวนการประสานโลหะมีค่า

โลหะมีค่าส่วนใหญ่หมายถึง Au, Ag, Pd, Pt และวัสดุอื่นๆ ซึ่งมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดี การนำความร้อน ต้านทานการกัดกร่อน และอุณหภูมิหลอมเหลวสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนวงจรเปิดและวงจรปิดในอุปกรณ์ไฟฟ้า

 

 

ลักษณะการประสานของโลหะมีค่า:
ในฐานะที่เป็นวัสดุอิเล็กโทรช็อต โลหะมีค่ามีลักษณะทั่วไปของพื้นที่ประสานขนาดเล็ก โดยต้องการให้โลหะประสานมีความต้านทานแรงกระแทกที่ดี มีความแข็งแรงสูง ต้านทานการเกิดออกซิเดชันบางอย่าง และสามารถทนต่อการอาร์คได้ แต่ไม่ทำให้ลักษณะของวัสดุสัมผัสและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของส่วนประกอบเปลี่ยนแปลง . เนื่องจากข้อจำกัดของพื้นที่ประสานไฟฟ้าช็อต ไม่อนุญาตให้มีโลหะล้น ควรควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการประสานอย่างเคร่งครัด

วิธีการให้ความร้อนส่วนใหญ่สามารถใช้ในการประสานหน้าสัมผัสโลหะมีค่าได้ การประสานด้วยเปลวไฟมักใช้สำหรับชุดประกอบหน้าสัมผัสขนาดใหญ่ การประสานแบบเหนี่ยวนำเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก การประสานความต้านทานสามารถทำได้ด้วยเครื่องเชื่อมความต้านทานทั่วไป แต่ควรเลือกกระแสไฟฟ้าที่น้อยลงและเวลาการประสานที่นานขึ้น สามารถใช้บล็อกคาร์บอนเป็นอิเล็กโทรดได้ สามารถใช้การประสานเตาเผาได้เมื่อจำเป็นต้องประสานชิ้นส่วนหน้าสัมผัสจำนวนมากพร้อมกัน หรือเมื่อต้องประสานหน้าสัมผัสหลายรายการบนส่วนประกอบเดียว โลหะมีค่าถูกประสานในชั้นบรรยากาศด้วยวิธีการทั่วไป คุณภาพของข้อต่อที่ได้รับไม่ดี และการประสานด้วยสุญญากาศส่งผลให้ข้อต่อมีคุณภาพสูงโดยไม่มีผลกระทบต่อตัววัสดุ

การเลือกโลหะตัวเติมสำหรับการประสานโลหะมีตระกูล:
ตัวประสานที่มีส่วนประกอบของเงินและทองแดงใช้เป็นหลักในการประสานทองและหน้าสัมผัสโลหะผสม ซึ่งไม่เพียงรับประกันการนำไฟฟ้าของรอยต่อประสานเท่านั้น แต่ยังทำให้เปียกได้ง่ายอีกด้วย หากเป็นไปตามข้อกำหนดการนำไฟฟ้าของข้อต่อ สามารถใช้บัดกรีที่มี Ni, Pd, Pt และองค์ประกอบอื่นๆ ได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้โลหะตัวเติมในการประสานกับโลหะผสมนิกเกิลและโคบอลต์และต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี เช่น โลหะตัวเติม Ag-cu-Ti ที่อุณหภูมิการประสานไม่สูงกว่า 1,000 C

ซิลเวอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนผิวเงินนั้นไม่เสถียรและสามารถประสานได้ง่าย สารบัดกรี Sn-Pb กับสารละลายในน้ำซิงค์คลอไรด์หรือขัดสนสามารถใช้เป็นสารบัดกรีสำหรับการบัดกรีเงิน มักใช้โลหะบัดกรีเงินในการประสาน โดยใช้บอแรกซ์ กรดบอริก หรือส่วนผสมของพวกมันเป็นโลหะตัวเติม ตัวประสานที่ใช้แร่เงิน เช่น B-Ag61CuIn, B-Ag59CuSn และ B-Ag72Cu ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการประสานสุญญากาศของเงินและหน้าสัมผัสโลหะผสมเงิน

การประสานหน้าสัมผัสแพลเลเดียมสามารถทำได้ด้วยตัวทำละลายที่มีทองคำหรือนิกเกิลเป็นส่วนประกอบที่ก่อตัวได้ง่าย หรือโลหะบัดกรีที่มีส่วนประกอบของเงิน ทองแดง หรือแมงกานีส

การบัดกรีประสานแพลทินัมและหน้าสัมผัสโลหะผสมแพลตตินัม บัดกรีที่ใช้เงิน ทองแดง ทองหรือแพลเลเดียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เลือกตัวประสาน B-Au70Pt30 ซึ่งไม่เพียงแต่ไม่เปลี่ยนสีของแพลทินัม แต่ยังสามารถปรับปรุงอุณหภูมิการหลอมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของรอยประสาน สามารถบัดกรี B-Ti49Cu49Be2 ได้หากต้องบัดกรีหน้าสัมผัสแพลทินัมโดยตรงบนโลหะผสม Kovar สำหรับหน้าสัมผัสแพลทินัมที่ทำงานในสื่อที่ไม่กัดกร่อนที่อุณหภูมิไม่เกิน 400 C ควรเลือกใช้ตัวประสานทองแดงบริสุทธิ์ที่ปราศจากออกซิเจนที่มีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพกระบวนการที่ดี

ก่อนทำการเชื่อม ควรตรวจสอบและคลำชิ้นส่วนเชื่อม โดยเฉพาะชิ้นส่วนหน้าสัมผัส หน้าสัมผัสที่เจาะออกจากแผ่นหรือตัดออกจากแผ่นจะต้องไม่เสียรูปโดยการเจาะหรือตัด พื้นผิวประสานของหน้าสัมผัสที่เกิดจากการกระแทก การกดอย่างแม่นยำ และการตีจะต้องตรงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่ดีกับพื้นผิวเรียบของส่วนรองรับ พื้นผิวของชิ้นส่วนที่จะเชื่อมหรือรัศมีใด ๆ จะต้องจับคู่อย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่ามีการทำงานของเส้นเลือดฝอยที่เหมาะสมระหว่างการเชื่อมประสาน

ก่อนประสานหน้าสัมผัสต่างๆ ต้องขจัดฟิล์มออกไซด์บนผิวของรอยเชื่อมด้วยวิธีทางเคมีหรือทางกล และต้องทำความสะอาดพื้นผิวของรอยเชื่อมด้วยน้ำมันเบนซินหรือแอลกอฮอล์อย่างระมัดระวัง เพื่อขจัดคราบไขมัน จาระบี ฝุ่น และสิ่งสกปรกที่ขัดขวางการเปียกและ ไหล.

สำหรับการเชื่อมขนาดเล็ก ให้ใช้กาวเพื่อวางตำแหน่งล่วงหน้าเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการเคลื่อนตัวระหว่างการโหลดเตาหลอม การโหลดโลหะตัวเติม และกระบวนการจัดการอื่นๆ กาวที่ใช้ไม่ควรเป็นอันตรายต่อการประสาน สำหรับงานเชื่อมขนาดใหญ่หรือหน้าสัมผัสพิเศษ การวางตำแหน่งการประกอบต้องทำโดยใช้แคลมป์ยกหรือร่องเพื่อให้แนวเชื่อมมั่นคง

เนื่องจากวัสดุโลหะมีค่ามีค่าการนำความร้อนที่ดี จึงควรกำหนดอัตราการให้ความร้อนตามประเภทของวัสดุ ควรควบคุมอัตราการเย็นตัวให้เหมาะสมเพื่อให้ความเค้นประสานสม่ำเสมอ วิธีการให้ความร้อนควรทำให้ชิ้นส่วนที่ประสานมีอุณหภูมิถึงอุณหภูมิที่ประสานได้ในเวลาเดียวกัน สำหรับหน้าสัมผัสโลหะมีค่าขนาดเล็ก ควรหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนโดยตรงและให้ความร้อนแบบนำไฟฟ้ากับชิ้นส่วนอื่นๆ ได้ ควรใช้แรงดันจำนวนหนึ่งกับหน้าสัมผัสเพื่อให้คงที่ในขณะที่บัดกรีละลายและไหล เพื่อรักษาความแข็งแกร่งของคอนแทคเมาท์หรือตัวรองรับ ควรหลีกเลี่ยงการหลอมและความร้อนอาจจำกัดเฉพาะบริเวณพื้นผิวประสาน เช่น โดยการปรับตำแหน่งของเปลวไฟ การเหนี่ยวนำ หรือการประสานต้านทาน นอกจากนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงการละลายโลหะมีค่าในโลหะตัวเติมสำหรับประสาน มาตรการต่าง ๆ เช่น การควบคุมปริมาณของโลหะตัวเติมสำหรับประสาน หลีกเลี่ยงการให้ความร้อนสูงเกินไป การจำกัดเวลาการประสานที่อุณหภูมิการประสาน และการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอ