গবেষণা

6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ/এ ভিন্ন ভিন্ন ধাতুর নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়া নিয়ে গবেষণালালতামার জয়েন্ট

বিমূর্ত: 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ/লাল তামার জয়েন্টের জন্য ভিন্ন ধাতু সহ একটি নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়া তৈরি করা হয়েছিল। এই পদ্ধতিটি ঢালাই উপাদান হিসাবে জিঙ্ক-অ্যালুমিনিয়াম ফ্লাক্স কোরড তার ব্যবহার করে, টিআইজি ওয়েল্ডিং এবং ব্রেজিংয়ের বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে এবং সুবিধাজনক অপারেশন এবং উচ্চ দক্ষতার সুবিধা রয়েছে। চুল্লিতে প্রচলিত ব্রেজিংয়ের সাথে তুলনা করে জয়েন্টের ভেজাতা, শিয়ার শক্তি এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ/লাল কপি-পার জয়েন্টের ঢালাই উপলব্ধি করতে পারে এবং 70.2 N/mm2 পর্যন্ত উচ্চতর জয়েন্ট শিয়ার শক্তি পেতে পারে।

মূল শব্দ: অ্যালুমিনিয়াম কপার জয়েন্ট; brazing; flux cored brazing তারের; জাইন অ্যালুমিনিয়াম ফিলার মেটাল।

অ্যালুমিনিয়াম এবং তামা তাদের ভাল বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতার কারণে বিদ্যুত সঞ্চালন, তাপ বিনিময় এবং দৈনন্দিন প্রয়োজনীয়তার মতো ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। দুটির সাথে তুলনা করলে, অ্যালুমিনিয়ামের বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা তামার মতো ভাল নয়।

অ্যালুমিনিয়ামের বাজার মূল্য তামার 1/3, এবং অ্যালুমিনিয়ামের ঘনত্ব তামার মাত্র 1/3।

যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং ইলেক্ট্রোথার্মাল বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা না করে, একই উপাদানগুলির জন্য অ্যালুমিনিয়াম উপকরণের দাম তামার উপকরণের 1/9। তাই, লোকেরা উৎপাদন খরচ কমাতে অনেক শিল্পে "তামার জন্য অ্যালুমিনিয়াম প্রতিস্থাপন" প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যেমন মাইক্রোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস, শক্তি সরঞ্জাম, হাইব্রিড গাড়ির ব্যাটারি এবং শক্তি ব্যাটারির প্রস্তুতি৷ তামার সাথে অ্যালুমিনিয়াম সংযোগ করার অনেক উপায় রয়েছে, প্রক্রিয়া থেকে শুরু করে এবং বিভিন্ন দিক থেকে শুরু করে যেমন উপকরণ, ফিউশন ওয়েল্ডিং এবং ব্রেজিং ব্যবহার করা যেতে পারে তাদের মধ্যে, অ্যালুমিনিয়াম/তামার জয়েন্টগুলির ফিউশন ওয়েল্ডিংয়ের উচ্চ উত্পাদন দক্ষতা এবং সুন্দর আকৃতি রয়েছে, তবে জয়েন্টগুলি ভঙ্গুর, শক্তি কম এবং প্রবণ। ব্রেজিং পদ্ধতিটি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় সোল্ডার কম্পোজিশন এবং ব্রেজিং প্রসেসের সাথে, তামা/অ্যালুমিনিয়ামের জয়েন্টগুলি পাওয়া যেতে পারে, তবে তামা-অ্যালুমিনিয়াম সংযোগ প্রযুক্তি কম প্রথাগত ব্রেজিং পদ্ধতি তার প্রচারের জন্য একটি বাধা।

এই পরীক্ষাটি একটি নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়া গ্রহণ করে, যা 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়/লাল কপার জয়েন্টের দক্ষ সংযোগ অর্জনের জন্য ঢালাই উপাদান হিসাবে ফ্লাক্স-কোরড ব্রেজিং তার, তাপের উত্স হিসাবে শিখা এবং টংস্টেন আর্গন আর্ক ওয়েল্ডিং অপারেশন পদ্ধতি ব্যবহার করে।

পরীক্ষার উপকরণ এবং পদ্ধতি:

এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত টেস্ট প্লেট উপকরণগুলি হল 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ এবং লাল তামা। সোল্ডার উপকরণগুলি হল Zn75Al25 এবং Zn92AI8, দুটি জিঙ্ক-অ্যালুমিনিয়াম ফ্লাক্স-কোরড ব্রেজিং তার, এবং সংশ্লিষ্ট উপাদান সহ জিঙ্ক-অ্যালুমিনিয়াম সলিড কোর সোল্ডার। ফ্লাক্সগুলি হল সমস্ত CsF-AlF, যা একটি মাঝারি-তাপমাত্রা অ-ক্ষয়কারী প্রবাহ।

পরীক্ষার ফলাফলের বিশ্লেষণ থেকে, 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ এবং তামার উপর ফ্লাক্স কোরড ব্রেজিং তারের সোল্ডারের ভেজাতা ফ্লাক্সকে আচ্ছাদিত সোল্ডারের থেকে খুব বেশি আলাদা নয়। এটি দস্তা-অ্যালুমিনিয়াম খাদের নিম্ন গলনাঙ্কের কারণে। উচ্চ তাপমাত্রায় দ্রুত গলে যাওয়ার পরে, ফ্লাক্স সময়মতো তরল হয়ে যায় এবং কার্যকরভাবে বেস মেটালের উপরিভাগের অক্সাইডগুলিকে সরিয়ে দেয়, বেস মেটালে সোল্ডারের ভিজানোর ক্ষমতা নিশ্চিত করে। Zn92Al8-এর সাথে তুলনা করে, Zn75Al25-এর 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় প্লেট বা কপার প্লেটেই ভাল ভেজা ক্ষমতা রয়েছে। উভয়ই 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদের উপর ভালভাবে ছড়িয়ে দিতে পারে। যাইহোক, লাল তামার ভেজাতা গড়। Zn75Al25 এর ছড়ানো ক্ষেত্রটি প্রায় 50 মিমি, যা গ্রহণযোগ্য, যখন Zn92Al8 এর প্রায় 30 মিমি, যা ব্রেজিংয়ের সময় সহজেই ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে। এটি দেখা যায় যে দস্তার পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে তামার সোল্ডারের ভেজাতা আরও খারাপ হয়ে যায়। এর কারণ হল সারফেস টান ছাড়াও, তরল সোল্ডার এবং বেস মেটালের মধ্যে ভেজাতাকে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলি আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে সোল্ডার এবং বেস মেটালের মধ্যে সম্পর্ক। সোল্ডারে থাকা অ্যালুমিনিয়াম এবং জিঙ্ক উপাদান একে অপরের সাথে যোগাযোগ করবে। কপার বেস মেটাল বিক্রিয়া করে ইন্টারমেটালিক যৌগ তৈরি করে। তামার উপর দস্তা-অ্যালুমিনিয়াম সোল্ডারের বিস্তারযোগ্যতা আন্তঃধাতু যৌগের আকার এবং পরিমাণের সাথে সম্পর্কিত। যখন অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ কম থাকে, তখন তামা-দস্তা আন্তঃধাতু যৌগ তৈরি হবে, যার উচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে। যখন তারা তৈরি হয়, তারা ডেনড্রাইট এবং অঙ্কুরে বৃদ্ধি পাবে, যা তরল সোল্ডারের বিস্তারকে বাধা দেবে।

পরীক্ষার ফলাফল থেকে দেখা যায় যে 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়/লাল তামার জয়েন্টগুলিকে বিভিন্ন সোল্ডার দিয়ে ব্রেজ করার সময়, নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত জয়েন্টগুলির শিয়ার শক্তি ঐতিহ্যগত শিখা ব্রেজিং পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্ত শক্তির চেয়ে বেশি। ফ্লাক্স-কোরড ব্রেজিং তারের Zn75Al25 ব্যবহার করে প্রাপ্ত জয়েন্টের শিয়ার শক্তি সর্বোচ্চ, যা 70.20 N/mm2।

একটি প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ থেকে, যখন প্রথাগত ব্রেজিং প্রক্রিয়াটি ফার্নেস ব্রেজিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, তখন ব্রেজিং ফিলার মেটাল এবং ফ্লাক্স আগে থেকেই টেস্ট প্লেটে রাখা হয়। ব্রেজিং ফিলার ধাতু উচ্চ তাপমাত্রায় গলে যাওয়ার পরে, এটি ব্রেজিং সংযোগটি সম্পূর্ণ করতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে ব্রেজিং সিমে প্রবাহিত হওয়ার জন্য বেস মেটালের ভেজাতার উপর নির্ভর করে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, বেস মেটালের পৃষ্ঠের গুণমান, টেস্ট প্লেটের প্লেসমেন্ট লেভেল এবং ব্রেজিং সিমের ফাঁকের মতো বিষয়গুলি ঢালাইয়ের গুণমানকে প্রভাবিত করবে। তামার উপর Zn92Al8 এর দুর্বল আর্দ্রতার কারণে, জয়েন্টের শিয়ার শক্তি মাত্র 26.96 N/mm, এবং জয়েন্টের ফিউশনের আংশিক অভাবের মতো ত্রুটিগুলি ঘটতে পারে। নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়াটি ম্যানুয়াল ওয়্যার ফিলিং ব্যবহার করে, যা পরিচালনা করা সহজ এবং ফিউশন ঢালাই পদ্ধতিতে আর্গন আর্ক ওয়েল্ডিংয়ের অপারেশনের অনুরূপ। অতএব, এটি কার্যকরভাবে brazing seam ফাঁক এবং অন্যান্য প্রভাব প্রভাব এড়াতে পারে, এবং একটি মোটা এবং সুন্দর জোড় গঠন. যেহেতু তারের ভরাট এবং ফ্লাক্স যোগ করা একই সাথে সঞ্চালিত হয়, সোল্ডার এবং ফ্লাক্সের অনুপাত বৈজ্ঞানিকভাবে স্থির করা হয়, যা অনুপযুক্ত অপারেশনের কারণে ঢালাই ত্রুটিগুলিও হ্রাস করে। অতএব, প্রক্রিয়া পদ্ধতির পরিপ্রেক্ষিতে, নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়ার ঐতিহ্যগত ফার্নেস ব্রেজিংয়ের চেয়ে ভাল নমনীয়তা, স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা রয়েছে।

ব্রেজিং উপকরণের বিশ্লেষণ থেকে, Zn75Al25 সোল্ডার ব্যবহার করে জয়েন্টগুলির শিয়ার শক্তি Zn92Al8 সোল্ডারের চেয়ে বেশি। একদিকে, এর কারণ হল 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় এবং কপারে Zn75A125-এর ভিজানোর কার্যক্ষমতা Zn92Al8-এর থেকে ভাল৷ ঢালাই সময়, ঝাল এটা প্রবাহ সহজ এবং brazing seam মধ্যে ভিজা; অন্যদিকে, জয়েন্টের শিয়ার শক্তি হল ব্রেজিং সিমের মাইক্রোস্ট্রাকচারের ম্যাক্রোস্কোপিক প্রকাশ, এবং জয়েন্টের মাইক্রোস্ট্রাকচারের আরও পর্যবেক্ষণ এবং বিশ্লেষণ প্রয়োজন।

উপসংহার:

একই কম্পোজিশনের সোল্ডার ম্যাটেরিয়ালের জন্য, নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়/তামার জয়েন্টের একটি সূক্ষ্ম এবং ঘন গঠন এবং একটি ঐতিহ্যগত চুল্লিতে ব্রেজ করা জয়েন্টের তুলনায় উচ্চ শিয়ার শক্তি রয়েছে; তামা এবং অ্যালুমিনিয়ামের Zn78A122 সোল্ডার উপাদান জয়েন্টের ভেজাতা এবং শিয়ার শক্তি Zn92AI8 সোল্ডার জয়েন্টের চেয়ে বেশি।

ব্রেজিং সীমের অ্যালুমিনিয়াম পাশে নতুন Zn75Al25 ব্রেজিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে 6063 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়/কপার জয়েন্টের গঠন হল কালো (ax+ zm) ইউটেটিক দিয়ে আবৃত প্রিপিটেটেডের একটি সাদা নেটওয়ার্ক বিতরণ; তামার পাশের কাঠামোটি হল তামা-দস্তা অ্যালুমিনিয়াম সলিড দ্রবণ ইন্টারফেস যৌগ, সাদা বিশাল জেড গঠন এবং ডেনড্রাইটিক কাঠামো, এবং বাকিগুলি প্রচুর পরিমাণে কালো (ax1+ zm) ইউটেকটিক।

নতুন ব্রেজিং প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে 70.2 N/mm2 পর্যন্ত সহজ অপারেশন, উচ্চ ঢালাই দক্ষতা এবং উচ্চ জয়েন্ট শিয়ার শক্তি সহ 6063 অ্যালুমিনিয়াম খাদ/লাল তামার জয়েন্টগুলির ঢালাইকে উপলব্ধি করতে পারে।