لحیم کاری سخت یا بریزینگ گروهی از فرآیندهای جوشکاری هستند که در آنها قطعات تا یک دمای مناسب گرم می شوند و با استفاده از فلزپرکننده که دمای ذوب بالای 450 درجه سانتی گراد و کمتر از سالیدوس فلز پایه دارد، اتصال می یابند. فلزپرکننده با خاصیت جذب موئینگی، بین سطوح اتصال (که بسیار نزدیک به هم قرار گرفته اند)،توزیع می شود. نقطه تمایز بریزینگ یا لحیم سخت با لحیم نرم، دمای ذوب فلز پرکننده آنهاست (در لحیم نرم، دمای ذوب فلز پرکننده کمتر از 450 درجه سانتی گراد است.) . اگرچه لحیم کاری سخت به دماهای بالاتری نیاز دارد ولی مفاهیم اساسی دو فرآیند یکسان هستند به خصوص از نقطه نظر متالورژیکی و شیمی سطح. اما، طراحی اتصال، موادی که قادر به اتصال دهی هستند، انتخاب ماده پرکننده و فلاکس، روش های گرمادهی و آماده سازی اتصال می توانند در دو فرایند بسیار متفاوت باشند. ملاحظات اقتصادی که در فناوری فرآیند و فلزپرکننده دخیل هستند هم دردوفرآیند متفاوت هستند به خصوص در رابطه با تکنیک های خودکار سازی و بازرسی.

در ابتدا، شناخت بشر از این فرآیند به صورت تجربی بوده است به عنوان نمونه، صنعتگران با تجربه دریافتند که برای رسیدن به یک اتصال مطلوب، سطوح اتصال باید عاری از اکسید باشند. همچنین آنها متوجه شدند که هر فلزپرکننده ای لزوما چسبندگی مناسبی به همه فلزات پایه ندارد. صنعتگران در ابتدا از فلزلحیم سربی و قلعی و همچنین از سنگ معدن های مس-آرسنیک و نقره که در دسترس بودند، و نقطه ذوب پایینی داشتند، استفاده می کردند. بعدتر آلیاژ برنج به دلیل ایجاد اتصالی مستحکم تر که در دماهای بالاتری هم می توانست پایدار باشد، دراین کاربرد محبوبیت بالایی یافت.

در بریزینگ، حل شدن و یا تغییرفرم پلاستیک فلز پایه بسیار محدود است.این فرآیند به چهار مرحله زیر تقسیم می شود:

مجموعه (و یا قسمتی از قطعات که قرار است پیوند در آن قسمتها شکل بگیرد) تا دمای دست کم 450 درجه سانتی گراد گرم می شود.

قطعات سوار شده و فلز پرکننده به دمایی که به اندازه کافی برای ذوب فلز پرکننده بالا باشد، اما هنوز نتواند فلزپایه را ذوب کند، می رسند

فلزپرکننده توسط نیروی موئینگی در محل اتصال پخش می شود و سطوح اتصال را تر می کند

قطعات برای منجمد شدن فلزپرکننده سرد می شوند. فلز پرکننده با کمک نیروی کشش سطحی در محل اتصال باقی می ماند و قطعات را با اتصالدهی اتمی و واکنش شیمیایی به هم وصل می کند.

برای رسیدن به یک اتصال بریز قابل قبول، به چهار فاکتور اساسی باید توجه ویژه ای شود:

فهرست مطالب

فهرست جدول‌ها ‌ج

فهرست شكل‌‌ها ‌د

فصل 1- مقدمه [] 1

1-1- لحیمکاری سخت و نرم. 6

1-2- کاربرد لحیم کاری (سخت و نرم) 7

1-3- خاصيت موئینگی.. 8

1-4- عوامل موثر بر لحيم پذيري.. 9

1-5- قابلیت لحیم پذيري نرم و سخت.. 9

1-6- تفاوت لحیم کاری سخت و نرم. 18

1-7- تفاوت لحیم کاری سخت و جوشکاری لحیم سخت(Weld Braze) 19

1-8- مزیتهای لحیم جوش(Weld Braze) نسبت به جوشکاری(Welding) 19

1-9- مزیت های لحیم کاری سخت و نرم نسبت به دیگر روشهای اتصال دادن.. 20

1-10- عیوب لحیم کاری سخت.. 20

فصل 2- آلومینیوم. 23

2-1- مقدمه 23

2-2- ویژگیهای قابل توجه. 23

2-3- تاریخچه 26

2-4- پیدایش و منابع. 26

2-5- ایزوتوپها 29

2-6- هشدارها 30

2-7- تولید صنعتی آلومینیوم. 31

2-8- استخراج آلومینیوم. 33

2-9- موارد استفاده آلومینیوم. 35

فصل 3- لحیم کاری سخت ورقهای آلومینیومی.. 37

3-1- مقدمه 37

3-2- بررسی تجربی [] 39

3-2-1- آزمون برش 41

3-3- آزمون تابیدگی.. 42

3-4- متالوگرافی.. 43

3-5- نتایج و جمعبندی.. 43

3-6- جمعبندی.. 56

فصل 4- بررسي پارامترهاي موثر بر لحيم كاري سخت آلياژهاي آلومينيوم (3150، 8011 و 5010) 57

4-1- مقدمه 57

4-2- روش انجام آزمایش.... 58

4-3- -نتایج وبحث.. 61

4-3-1- تاثیر میزان لب رو لب(طول همپوشانی) 61

4-4- تاثیر فاصله دولبه(فاصله درز اتصال) 62

4-5- تاثیر دمای پیش گرم. 63

4-6- -نتایج آزمایش سختی دراطراف اتصال.. 65

4-7- بررسی ساختاری.. 66

4-8- تاثیر دمای پیش گرم. 67

4-9- نتایج حاصل از شکست نگاری.. 70

4-10- منابع ومراجع. 73

فهرست مراجع. 75

فهرست جدول‌ها

جدول ‏2‑1: ترکیب شیمیائی مواد اولیه بر حسب درصد وزنی.. 8

 

فهرست شكل‌‌ها

شکل ‏2‑1: نمائی از اتصال لبه روی هم ورقهای آلومینیوم دو لایه 4043/3003 به 3003. 8

شکل ‏2‑2 : سیکل دمائی عملیات لحیم کاری. 9

شکل ‏2‑3 : نمونه آزمون برش.... 10

شکل ‏2‑4 : نمائی از نحوه انجام آزمون تابیدگی. 11

شکل ‏2‑5: مقایسه تغییرات نیروی شکست و استحکام اتصال بر حسب میزان همپوشانی (ضخامت فلز پایه: mm 7/0، ضخامت روکش: 28/0 میلیمتر. 13

شکل ‏2‑6: تغییرات استحکام برشی اتصال لحیم بر حسب ضخامت فیلر (% 85 کاهش سطح مقطع). 16

شکل ‏2‑7 : تغییرات تابیدگی برحسب میزان کاهش سطح مقطع (ضخامت فلز پایه: 4/0 میلیمتر، ضخامت فیلر 1/0 میلیمتر) 17

شکل ‏2‑8 : تصویر میکروسکوپ نوری از مقطع اتصال لحیم. 18

شکل ‏2‑9: ساختار یوتکتیک Al-Si در مرزدانه های آلیاژ لحیم. 18

شکل ‏2‑10 : تصویر میکروسکوپ الکترونی از آلیاژ لحیم و فلز پایه. 20

شکل ‏2‑11 : تصویر میکروسکوپ الکترونی از آلیاژ لحیم. 21

شکل ‏2‑12 : تصویر میکروسکوپ الکترونی سطح شکست اتصال لحیم a) منطقه شکست نرم b) منطقه شکست ترد. 21

شکل ‏2‑13 : آنالیز شیمیائی سطح شکست ترد به روش EDX.. 22