Лемљење — разлика између измена
Садржај обрисан Садржај додат
м Bot: Migrating 30 interwiki links, now provided by Wikidata on d:q211387 (translate me) |
. |
||
Ред 1:
{{Short description|Процес спајања металних комада загрејаним допунским металом}}
[[Датотека:Desoldering.jpg|мини|десно|250px|Поступак меког лемљења]]
[[Датотека:Soldering a 0805.jpg|мини|десно|250px|Поступак меког лемљења на [[Штампана плоча|штампаној плочици]].]]
[[Датотека:60-40 Solder.jpg|мини|десно|250px|-{Pb<sub>60</sub>Sn<sub>40</sub>}- лем.]]
[[Датотека:Cold solder joint2.jpg|мини|десно|250px|Лемљени спој лошег квалитета.]]
[[Датотека:Gebrochene loetstellen.jpg|мини|десно|250px|Сломљени лемљени спој на [[трансформатор]]у.]]
[[Датотека:Vacuum plunge.jpg|thumb|мини|десно|250px|Скидање лемљеног споја.]]
[[Датотека:Solderedjoint.jpg|мини|десно|250px|Лемљени спој.]]
[[Датотека:Kolophonium Loeten.jpg|мини|десно|250px|Заштитна паста за меко лемљење ([[Rosin|колофон]]).]]
[[Датотека:SolderGun.jpg|мини|десно|250px|Пиштољ за меко лемљење.]]
'''Лемљење''' је процес спајања нераздвојивим спојем два [[метал]]на дела помоћу отопине трећег метала, тзв. [[лем]]а. Лем је метал или смеса метала ниске тачке топљења. [[Лемило]]м (лемилицом) се лем растапа док је у контакту са лемним местом. Меко лемљење је спајање помоћу растаљеног додатног материјала или '''лема''', чије је [[талиште]] ниже од талишта основног материјала који се спаја, а износи испод 350 [[Степен целзијуса|º-{C}-]] (температура топљења [[Олово|олова]] -{Pb}- је 327,46 º-{C}-). С друге стране, [[тврдо лемљење]] се спаја с температуром лема вишом од 350 до 1000 º-{C}-. Растопљени лем натапа спој, лемило се повлачи, а лем после хлађења образује електричну и механичку везу компоненти споја. Лемљење се може изводити ручно или аутоматски. При аутоматском лемљењу [[штампана плоча]] са [[електронске компоненте|компонентама]] се потапа у басен растопљеног лема на неколико секунди, а потом извлачи. После хлађења, све компоненте су залемљене на плочу.
{{рут}}
[[Lemljenje|Lemljeni]] se spojevi postižu fizikalnom promjenom materijala na mjestu spoja. [[Atom]]i rastaljenog lema [[Difuzija|difuzijom]] ulaze u površinski sloj spojnih dijelova, pa se stvara [[slitina]] (legura) lema i spojnih dijelova. Da bi legiranje bilo uspješno, površine spojnih dijelova treba zagrijati na radnu temperaturu lemljenja koja mora biti nešto viša od temperature skrutišta (temperatura solidus) za lem. Lemiti se mogu metalni dijelovi različitih [[talište|tališta]], ali uz uvjet da im je talište barem 50 ˚C više od talište lema (temperatura likvidus). Lemiti se mogu i nemetalni dijelovi, ako im se površina prethodno [[Metalizacija|metalizira]].
Područje taljenja nekog lema je područje temperatura od početka taljenja (temperatura solidusa), do potpuno rastaljenog stanja (temperatura liquidusa). Pod radnom temperaturom podrazumijeva se najniža temperatura površine izratka na mjestu lema, na kojoj temperaturi se lem može omrežati, proširivati i vezati na osnovni materijal izratka. Radna temperatura mora uvijek biti viša od temperature solidusa, no ipak smije biti ispod ili iznad temperature liquidusa. Preko granične plohe lem/osnovni materijal odvija se izmjena mjesta [[atom]]a, a time i difuzija (legiranje). Zbog toga površine lemljenja moraju biti po mogućnosti glatke (dubina [[Hrapavost površine|hrapavosti]] ne preko 20 [[metar|μm]]) i dobro očišćene. Da bi se odstranili još postojeći površinski tanki slojevi i da bi lem mogao dobro omrežiti površinu lemljenja, upotrebljavaju se otopine [[soli]] (DIN 8511). Upotrebljavaju se i zaštitni [[plin]]ovi, koji spriječavaju ili smanjuju mogućnost [[Oksidacija|oksidacije]] površine lemljenja, prije nego što se dostigne radna temperatura. <ref> "Elementi strojeva", Karl-Heinz Decker, Tehnička knjiga Zagreb, 1975.</ref>
== Предности и недостаци меког лемљења ==
Предности: <ref> [http://www.riteh.uniri.hr/zav_katd_sluz/zvd_kons_stroj/katedre/konstruiranje/kolegiji/ke1/ke1_materijali_vj/1.UvodOsnove.pdf] "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.</ref>
* utjecaj temperature na osnovni materijal je manji nego kod [[zavarivanje|zavarivanja]];
* kontrola procesa je vrlo dobra;
* upotrebom više lemova mogu se dobiti složene strukture;
* potrebno je manje [[energija|energije]] nego kod zavarivanja;
* i za spajanje dijelova različite debljine i tankih dijelova;
* dobra toplinska i [[električna vodljivost]];
* moguće spajanje velikih površina;
* pogodno za serijsku proizvodnju komponenti malih izmjera.
Nedostaci:
* [[čvrstoća]] spojeva dobivenih mekim lemljenjem je ograničena
* mala otpornost na visoke [[temperatura|temperature]];
* lemovi djelomično sadrže skupe plemenite metale;
* postoji opasnost od pojave [[Elektroliza|elektrolitske]] [[korozija|korozije]];
* u odnosu na zavarivanje priprema površina spoja može biti skuplja.
== Лемљени спој ==
'''Лемљени спој''' се може постићи на два начина: лемљени спој постигнут без шава ''z'' и лемљени спој са шавом.
=== Лемљени спој са ваздушношћу ===
Два су дела преклопљена тако да дужина преклопа не буде мања од 4 до 6 -{''s''}-, где је -{''s''}- debljina materijala koji se lemi. Između površina dijelova mora postojati dostatna zračnost ''z'' koja će osigurati kapilarno prodiranje lema. Zračnost ovisi o vrsti lema, vrsti metala spojnih dijelova, te o obliku i veličini površina na mjestu spoja i najčešče je od 0,02 do 0,4 [[milimetar|milimetra]].
Tako je na primjer za meko lemljenje čeličnih dijelova [[kositar|kositrenim]] lemom potrebna zračnost ''z'' manja od 0,1 mm, a ako su dijelovi od bakra i njegovih slitina, tada je zračnost ''z'' od 0,1 do 0,2 mm. Pri tvrdom lemljenju čeličnih dijelova s [[mjed]]enim lemom potrebna je zračnost ''z'' od 0,05 do 0,25 mm, a za srebrni je lem zračnost ''z'' od 0,02 do 0,15 mm. Ako se tvrdo leme dijelovi od bakra i njegovih slitina, za mjedeni je lem zračnost ''z'' od 0,1 do 0,4 mm, a za srebrni je lem zračnost ''z'' od 0,05 do 0,25 mm. Pri lemljenju dijelova od [[aluminij]]a i njegovih slitina, za meko lemljenje potrebna je zračnost z manja od 0,2 mm, a za tvrdo lemljenje manja od 0,6 mm.
=== Lemljeni spoj sa šavom ===
Lemljenje sa šavom oblik je lemljena sličan [[Elektrolučno zavarivanje|elektrolučnom zavarivanju]], tako da se ponekad govori o ''zavarivačkom lemljenju''. Krajevi dijelova obrade se tako da buduće spojno mjesto ima oblik šava V, polovičnog V, Y, X ili slično i postave se jedan do drugog na razmak veći od 0,5 mm. Rastaljeni se lemom popunjava razmak između krajeva spojnih dijelova.
=== Uvjeti za dobru čvrstoću spoja ===
Da bi lemljeni spoj imao dobru [[čvrstoća|čvrstoću]], treba ispuniti slijedeće uvjete:
* površine spojnih dijelova moraju biti metalno čiste i jednolično glatke ([[hrapavost površine]] do 20 [[metar|µm]]);
* površine dijelova moraju biti zagrijane na radnu temperaturu lemljenja.
Čvrstoća se lemljenih površina u preciznoj mehanici provjerava samo u slučajevima znatnijih opterećenja. Češće se provjerava [[odrez]]na čvrstoća, a rjeđe vlačna. Provjera se provede prema lomnoj čvrstoći izabranog lema i pretpostavljenoj nosivoj površini lemnoga mjesta. Pri provjeri odrezne čvrstoće mora se predvidjeti koeficijent sigurnosti spoja (''k'' ˃ 2). Uobičajeno je u [[Precizna mehanika|preciznoj mehanici]]: ''k'' = 10 za meko lemljene spojeve i ''k'' = 4 do 6 za tvrdo lemljene spojeve.
{| class="wikitable"
|+ Lomna odrezna čvrstoća lemova
|-
! scope="col" | Vrsta lema
! scope="col" | Lomna odrezna [[čvrstoća]] lema ''τ<sub>L</sub>'' (N/mm<sup>2</sup>)
|-
| [[Kositar|Kositreni]] lem
| 15 do 85
|-
| [[Cink]]ov lem
| do 120
|-
| [[Mjed]]eni lem
| 150 do 250
|-
| [[Srebro|Srebrni]] lem
| 150 do 280
|-
| [[Bakar (element)|Bakreni]] lem
| 140 do 200
|-
| [[Aluminij]]ski lem
| približna čvrstoći spojnih dijelova
|}
== Најважнији поступци лемљења ==
За постизање лемљеног споја најчешће се примјењују ови поступци:
* лемљење лемилом (електричним или грејаним у пламену);
* лемљење плинским пламеном;
* лемљење у пећима (електричној, плинској, муфолној);
* лемљење у купци лема;
* електроотпорно лемљење
* електроиндукцијско лемљење,
* ултразвучно лемљење,
* ласерско лемљење и други.
Čvrstoća lemnoga spoja najviše ovisi o čvrstoći lema i o uspješnosti površinskoga legiranja, ali se ne smije zanemariti ni utjecaj oblika lemnoga spoja koji se bira prema vrsti i veličini opterećenja, potrebnoj sigurnosti spoja i obliku spojnih dijelova. Mogući su mnogobrojni oblici lemnoga spoja.
=== Plameno lemljenje ===
Mjesta spajanja ugriju se [[plamenik]]om ili plinskim napravama. Prije ili poslije zagrijavanja prisloni se lem na mjesto spoja ili ulaže u sastav. Ovaj postupak prikladan je i za meko lemljenje i za tvrdo lemljenje. <ref> [http://www.fesb.hr/~djelaska/documents/ES-skripta-760.pdf] "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.</ref>
=== Lemljenje pomoću lemila ===
Vruće, rukom ili [[strojevi|strojem]] vođeno lemilo (električki ili plinsko grijano) ugrije mjesto lemljenja. Lem se prisloni ili se površine lemljenja prije toga [[Kositar|pokositre]]. Lem se pri tome otapa i spaja oba dijela. Taj postupak dolazi u obzir samo za meko lemljenje.
=== Lemljenje uronjavanjem ===
Prije lemljenja moraju se odgovarajućim pastama ili rastopinama obraditi mjesta koja moraju ostati nezalemljena. Dijelovi koji se spajaju urone se tada, u položaju u kojem moraju biti spojeni lemljenjem, u rastaljeni lem i na taj način se ugriju. Lem tada prodire u mjesta spoja i spaja oba dijela. Ovaj postupak prikladan je i za meko lemljenje i za tvrdo lemljenje.
=== Lemljenje u peći ===
Lem se dodaje mjestu spajanja, a dijelovi se ugriju u [[plin]]skoj ili [[Električna energija|električnoj]] prolaznoj peći, u kojoj se obavi lemljenje. Ovaj postupak prikladan je i za meko lemljenje i za tvrdo lemljenje.
=== Otporno lemljenje ===
Mjesto koje se spaja ugrije se, slično kao kod [[zavarivanje|elektrootpornog zavarivanja]], sabijanjem u [[kliješta|kliještima]] ili na strojevima za elektrootporno lemljenje. Prethodno se ulaže lem. Ovaj postupak prikladan je i za meko lemljenje i za tvrdo lemljenje.
== Материјали меког лема ==
'''Меки лем ''' је легура олова и калаја уз додатак 0,5 - 3,5% антимона (Pb + Sn + Sb). Odnos olovo kositar ovisi o namjeni lema. Za limarske radove koristi se lem sa većim sadržajem olova(i do 90%). Za lemljenje posuđa koristi se lem sa 90% kositra i 1,3% antimona jer preko 9% olovo je otrovno.(Za meko lemljenje teških [[kovine|kovina]] ([[željezo|željezni]], [[Bakar (element)|bakarni]], [[nikal]]ni materijali) dolaze u obzir [[Olovo (element)|olovno]] [[Kositar|kositreni]] lemovi (PbSn lem) prema DIN 1707. Lemovi za lake kovine ([[aluminij]] i aluminijske slitine) prema DIN 8512 sastoje se uglavnom od kositra, [[cink]]a i [[kadmij]]a. [[Kadmij]] snižava točku taljenja.
=== Pojela ===
Svi lemovi se prema namjeni i sastavu dijele u 3 skupine:
* meki lemovi,
* tvrdi lemovi,
* aluminijski lemovi (meki aluminjski lemovi i tvrdi aluminjski lemovi).
Vrsta lema bira se prema postupku lemljenja, vrsti materijala spojnih dijelova, a katkad i prema posebnim zahtjevima koje mora ispunjavati lemni spoj. Od lemova se najčešće traže ova svojstva: određena temperatura [[talište|tališta]], sposobnost legiranja s metalima spojnih dijelova i određena čvrstoća. Katkada se zahtijeva da lem ima određenu [[Električna vodljivost|električnu vodljivost]] ([[elektronika]] i [[elektrotehnika]]), kemijsku otpornost (kemijska i prehrambena industrija) i određenu boju (ukrasni predmeti).
{| class="wikitable"
|+ Основне врсте лемова
|-
! scope="col" | Врсте лема
! scope="col" | Ознака лема
! scope="col" | -{''t<sub>L</sub>'' ([[celzij|˚C]])}-
|-
| rowspan="5" |Меки калајни лемови
| S. Sn 20
| 275
|-
| S. Sn 30
| 249
|-
| S. Sn 40
| 223
|-
| S. Sn 60
| 185
|-
| S. Sn 75
| 185
|-
| rowspan="4" |Тврди месингани лемови
| S. Cu 85 Zn
| 1 020
|-
| S. Cu 60 Zn
| 900
|-
| S. Cu 48 Zn
| 870
|-
| S. Cu 42 Zn
| 845
|-
| rowspan="4" |Tvrdi srebrni lemovi
| S. Cu 55 Zn Ag 8
| 870
|-
| S. Cu 55 Zn Ag 12
| 830
|-
| S. Cu 55 Zn Ag 8 Cd
| 730
|-
| S. Cu 55 Zn Ag 12 Cd
| 700
|-
| rowspan="4" | Aluminijski lemovi
| L – Al Si 12
| 590
|-
| L – Zn Al 15
| 430
|-
| L – Sn Zn 10
| 210
|-
| L – Sn Pb Zn
| 220
|-
|}
==== Meki lemovi ====
Za meko se lemljenje najčešće koriste kositreni lemovi s različitim omjerom kositra i olova, opće oznake [[Hrvatske norme|HRN]] – oznake S. Sn X, pri čemu S označuje da je to spojni materijal, a X je postotak kositra u njemu. Važno je znati da kositreni lemovi za lemljenje limene [[ambalaža|ambalaže]] u prehrambenoj industriji ne smiju zbog zdravstvenih razloga (poradi otrovnosti olova) sadržavati više od 10% [[Olovo (element)|olova]].
Za lemljenje elektroničkih komponenata i drugih na više temperature osjetljivih dijelova, često se koriste meki lemovi izrazito niskih tališta kao na primjer:
* Rose-slitina sastava 50% Bi + 25% Sn + 25% Pb (''t<sub>L</sub>'' = 94 ˚C);
* Wood-slitina sastava 50% Bi + 25% Pb + 12,5% Sn + 12,5% Cd (''t<sub>L</sub>'' = 70 ˚C).
====Uobičajeni lemovi za manualno lemnjenje u elektrotehnici/elektronici====
=====Olovni=====
* Sn60Pb40 kositar 60%, olovo 40 %
* Sn63Pb37 kositar 63%, olovo 37 %
=====Bezolovni=====
* Sn99.7Cu0.3 kositar 99.7%, bakar 0.3%
* Sn99Ag0.3Cu0.7 kositar 99%, srebro 0.3%, bakar 0.7%
==== Tvrdi lemovi ====
Tvrdi se lemovi dijele na: teško taljive (''t<sub>L</sub>'' = 875 do 1 100 ˚C) i lako taljive (''t<sub>L</sub>'' = 450 do 875 ˚C). Od tvrdih su lemova po HRN-u normirani mjedeni lemovi sastava Cu + Zn, opće oznake S. Cu X Zn (X je postotak Cu) i srebrni lemovi sastava Cu + Zn + Ag u kojima može biti od 8 do 50 % Ag. Njihova je HRN oznaka S. Cu X Zn Ag X (dva X-a postotci su bakra i srebra). Srebrni su lemovi najkvalitetniji (imaju veću čvrstoću, bolju električnu i toplinsku vodljivost i kemijsku otpornost), ali su skuplji od mjedenih lemova. Uz mjedene i srebrne lemove, koriste se i bakreni lemovi od 86 do 99,90% Cu, koji su normirani po DIN-u.
==== Aluminijski lemovi ====
Aluminijski lemovi služe za lemljenje aluminija i aluminijskih slitina i mogu biti meki lemovi sastava na primjer: Sn + Zn, Zn + Al i Cd + Zn, i tvrdi sastava na primjer: Al + Si i Al + Si + Sn. Aluminijski su lemovi normirani po DIN-u (na primjer L – Sn Zn 10 i L – Al Si 10).
Lemovi mogu imati ove oblike: lemna žica ili šipka, lemna vrpca ili folija, lemni prsten, lemna kupka i lem u obliku praha. Lemne žice i šipke mogu u jezgri sadržavati sredstvo za kemijsko čišćenje.
== Основе обликовања ==
Проширења ваздушности распора на појединим местима, између делова који се спајају, смањују [[капиларност|капиларно]] деловање, а сужења штете протоку [[оксиди]]ма обогаћеног растопа. Нарочито су критична сужења која се надовезују на проширења ваздушности распора. Бразде од обраде, које теку нормално на ток лемљења, спречавају течење ако су дубље од 0,05 до 0,1 -{''h''}- (visina). Brazde u smjeru tečenja djeluju kao kanali i potpomažu tečenje, tako da se češće i posebno izrađuju, ako se na primjer traži točan centričan položaj dijelova koji se spajaju.
=== Limovi ===
Čeoni spojevi nisu prikladni zbog svoje male površine lemljenja. Najbolji su prijeklopni spojevi i spojevi s podmetačima. Zakošenjem preklopnih sastavnih dijelova u spoju ili podmetača na mjestu spajanja lemljenjem, blaže se skreće tok [[sila]], a time se povećava [[čvrstoća]]. Korisna je duljina preklopa l = 3 do 4 s (debljina lima).
=== Cijevi ===
Čeone spojeve najbolje je [[tvrdo lemljenje|tvrdo lemiti]]. [[Stožac|Stožasta]] izrada krajeva povećava površinu lemljenja. [[Cijev]]i debljine stijenke ispod 2 [[metar|mm]] i cijevi koje treba meko lemiti, spajaju se dodatnim prstenom ili se na jednom kraju prošire da bi se dobio preklopni spoj.
=== Округле шипке ===
Чеоно лемљење крајева округлих шипки се не препоручује. Боље је да се крајеви шипке уложе у проврт, који оставља ваздушност за улаз лема.
=== Спремници ===
За лемљење посуда или [[Спремници топлоте|спремника]], вреде слична правила као за лимове. Лемљене посуде се могу рачунати као заварене. Посебни стандарди дефинишу максималне дебљине зидова и вредности.
== Чврстоћа ==
Меко лемљеним спојевима [[Динамика (физика)|динамичка]] [[чврстоћа]] брзо пада и не треба их излагати динамичким [[Напрезање|напрезањима]]. Коефицијенти сигурности се узимају од 2 до 4.
== Референце ==
{{reflist}}
== Спољашње везе ==
{{Commonscat|Soldering}}
{{EB1911 poster|Brazing and Soldering}}
* [http://www.epemag.wimborne.co.uk/desolderpix.htm Desoldering guide]
* [http://vega.org.uk/video/programme/166 A short video explanation of how solder works]
* [https://web.archive.org/web/20090101042813/http://www.solderinguide.com/ Soldering 101 (Archived)]
{{Authority control}}
[[Категорија:Металургија]]
| |||