همه چیز درباره لحیم کاری + نکات مهم

لحیم کاری یکی از تکنیک‌های مهم و کاربردی در صنایع الکترونیک، تعمیرات و هنرهای دستی است. این فرآیند به اتصال قطعات فلزی با استفاده از یک ماده واسط به نام لحیم (Solder) کمک می‌کند. در این مقاله، به بررسی جامع لحیم کاری، ابزارها ، مواد مصرفی ، روش‌ها و نکات مهم می‌ پردازیم.

 

لحیم کاری چیست؟

به اتصال دو فلز به یکدیگر که توسط فرآیند ذوب و انجماد انجام می شود لحیم کاری می گویند. لحیم در معنای تخصصی به معنی آلیاژ است یعنی مخلوطی از چند فلز که یکی از آن ها فلز اصلی و پایه است. به اتصالی که توسط فرآیند لحیم انجام می شود؛ اتصال لحیمی می گویند. در گذشته برای انجام لحیم، از مقدار زیادی سرب و مقدار کمی از سایر فلزات برای لحیم کاری استفاده می شد. سرب، بهترین عملکرد را در زمینه لحیم کاری دارد و فلز بسیار مفیدی در کار های صنعتی و مهندسی به حساب می آید زیرا نقطه ی ذوب آن پایین است و برای لحیم کاری و اتصالات لحیمی بهترین انتخاب است. اما این آلیاژ که ترکیبی از lead (سرب) یا همان pb و sn (قلع) است به دلیل مضر بودن برای بدن انسان و ایجاد مسمومیت سربی از سال 2006 در اروپا جای خود را به دیگر آلیاژهای بدون سرب داد که ترکیب اصلی آن ها قلع و نقره و مس هستند.

 

فرآیند لحیم کاری در دو نوع طبقه بندی می شود:

۱) لحیم کاری نرم (Soldering): نوعی فرآیند لحیم کاری است که در آن نقطه ذوب ماده پرکننده کمتر از ۴۲۷C° می باشد.

۲) لحیم کاری سخت (Brazing): نوعی فرآیند لحیم کاری است که در آن نقطه ذوب ماده پرکننده بیشتر از ۴۲۷C° بوده اما از نقطه ذوب فلز مبنا باید کمتر باشد.

 

برای اطلاع از موجودی، قیمت و نحوه سفارش محصولات تکنیکس الکترونیک با شماره های درج شده تماس حاصل نمائید.

 

کاربرد های لحیم کاری

• صنایع الکترونیک: اتصال قطعات الکترونیکی روی بردهای مدار چاپی (PCB).

• لوله‌کشی: اتصال لوله‌های مسی در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی.

• هنرهای دستی: ساخت زیورآلات و آثار هنری.

• تعمیرات: بازسازی و تعمیر وسایل الکترونیکی و مکانیکی.

 

 ابزار مورد نیاز در فرآیند لحیم کاری :

• هویه:

مهم ترین بخش لحیم کاری انتخاب هویه مناسب با کاری است که می خواهید انجام دهید. هویه ها براساس توان مصرفی و نوع کاربرد انواع مختلفی دارند.

انواع دسته بندی هویه ها :

هویه های الکتریکی و هویه های چکشی یا غیر الکتریکی.

هویه های الکتریکی: این دسته از هویه ها با برق کار می کنند و دو نوع قلمی و تفنگی را دارند. هویه های قلمی یک سیم پیچی حول عنصر حرارتی از جنس کروم-نیکل با مقاومت بالا می باشد. هویه های قلمی بین 20 تا 500 وات قدرت دارند و غالبا قیمت بالایی ندارند و در برخی مدل ها امکان تنظیم دما و قدرت را دارند.

هویه های چکشی یا غیر الکتریکی: این نوع هویه ها برای اتصالات سنگین به کار می رود و با چراغ بریموس یا چراغ های کوره ای داغ می شود.

در برخی شرایط، دسترسی به جریان برق نیست به همین دلیل مجبوریم از هویه هایی مانند هویه گازی، هویه باتری خور و هویه شارژی استفاده کنیم. قابل ذکر است که مهم ترین عضو در هویه ها، سر هویه می باشد که باید از آلیاژی ساخته شده باشد که نسوز باشد تا دیرتر اکسیده و سیاه شود.

• پایه هویه:

جهت پیشگیری از آسیب دیدگی و آتش سوزی بهتر است هنگام کار با هویه آن را داخل پایه هویه قرار دهید یا نهایتا هویه را در سینی فلزی بگذارید.

• قلع ( سیم لحیم ):

سیم لحیم ترکیبی از آلیاژ قلع و سرب می باشد. بهترین درصد ترکیب  60 درصد قلع و 40 درصد سرب است. بخصوص در لحیم کاری قطعات الکترونیکی نیاز است که درصد قلع حدود 60 درصد باشد زیرا قلع نقطه ذوب پایین تری نسبت به سرب دارد و با دمای کمتری می توان آن را ذوب کرد، در نتیجه می توان از رسیدن آسیب احتمالی به قطعات الکرتونیکی جلوگیری کرد.

• اسفنج های برنجی برای تمیز کاری :

هنگامی که لحیم کاری می کنید، مواد ناخالص درون سیم لحیم باعث می شود که نوک هویه تمایل به اکسید شدن داشته باشد بدین معنی که تمیز نکردن نوک آن باعث سیاه شدنش می شود که منجر به جذب نشدن لحیم به آن برای دفعات بعدی می شود. این ناخالصی ها در سیم لحیم های فاقد سرب بیشتر است.

• وکیوم یا قلع کش :

از وکیوم برای مکش ضایعات لحیم کاری استفاده می شود.

 

 

نکاتی مهم قبل از انجام لحیم کاری :

۱) باید سطوح تماس عاری از اکسید، روغن، گریس و ….. باشد.

۲) مواد پر کننده ای که دارای نقطه ذوب کمتر از فلز مبنا می باشند باید سطوح فلز مبنا را تر (Wetting) کنند و توسط خاصیت مویینگی به سرتاسر اتصال پخش شوند و در محل اتصال منجمد شده و اتصال را تکمیل کنند. لذا انتخاب درست مواد پر کننده بسیار اهمیت دارد.

۳) برای حفاظت از ماده پرکننده از فلاکس استفاده می شود که درجه حرارت ذوب فلاکس کمتر از درجه حرارت ذوب ماده پرکننده است و همچنین فلاکس به سطوح تماس اتصال، آغشته می شود تا سطوح عاری از اکسید شده و تمیز شوند.

نحوه انجام لحیم کاری :

طرز انجام گرفتن عمليات لحیم کاری طی مراحل زیر می باشد :

۱) سطوح لحیم کاری قبل از انجام عملیات تمیز می شوند. این تمیز کردن هم می تواند به صورت مکانیکی مانند استفاده از برس سیمی و … انجام شود و هم می تواند با مواد شیمیایی مناسب این تمیز کاری قبل از انجام عمليات انجام شود.

۲) از فلاکس روی هر دو سطوح فلز مبنا و فلز پرکننده استفاده می شود.

۳) محل های اتصال قطعات کنار هم قرار داده می شوند.

۴) گرمادهی به محل اتصال انجام می شود تا ماده پر کننده ذوب شود و درز را پر کند.

۵) تا سرد شدن کامل لحیم منتظر می مانیم.

۶) برداشتن و تمیز کردن فلاکس باقی مانده از روی اتصال انجام می شود.

 فلزاتی که با لحیم کاری به یکدیگر متصل می شوند :

• آلومینیوم و آلیاژهای آن:

لحیم کاری آلیاژهای آلومینیوم با درصد بالای منیزیم خیلی مشکل هستند و نیاز به مهارت بیشتر دارند، زیرا میزان آغشتگی توسط فلز پرکننده کم بوده و از طرفی دارای نفوذ زیاد می باشند.

• منیزیم و آلیاژهای آن:

منیزیم و آلیاژهای آن را با استفاده از فلز پرکننده مناسب می توان توسط لحیم کاری به راحتی به هم متصل کرد.

• بریلیم:

بریلیم های لحیم کاری شده برای تجهیزات نظامی، راکتورهای هسته ای و هواپیما کاربرد دارند.

• مس

مس ها با کاربرد صنعتی برحسب مقدار اکسیژن و ناخالصی‌ به سه دسته تقسیم میشوند:

۱) مس الکترولیتی تصفیه‌شده: این نوع مس دارای حداقل ۹۹/۸٪ Cu و بین ۰/۰۲٪ تا ۰/۰۵٪ اکسیژن می باشند و عمده مصرف این مس برای تولید انواع سیم و مفتول های مسی است. لحیم کاری این نوع مس به خوبی انجام نمی شود و ایجاد لحیم با کیفیت بسیار دشوار است.

۲) مس بدون اکسیژن: این نوع مس دارای مقدار ناچیزی از اکسیژن است و لحیم کاری این نوع مس کیفیت قابل قبولی دارد.

۳) مس اکسیژن ‌زدایی‌ شده با فسفر: این نوع مس دارای مقدار ناچیزی از اکسیژن است و باقی اکسیژن باقیمانده به پنتا اکسید فسفر (P2O5) تبدیل شده است و لحیم کاری این نوع مس کیفیت قابل قبولی دارد.

• فولادهای کم کربن و کم آلیاژ:

لحیم کاری فولادهای کم کربن به راحتی انجام می شوند اما لحیم کاری فولادهای کم آلیاژ کمی چالش برانگیز است که می توان لحیم کاری را با درجه حرارتی زیر درجه حرارت بحرانی و به صورت آهسته سرد کردن انجام داد.

• فولادهای زنگ نزن و مقاوم به حرارت:

لحیم کاری فولادهای کم کربن نسبتاً دشوار می باشد اما تحت شرایط کنترل شده و استفاده از فلز پرکننده های نیکلی می توان فولادهای زنگ نزن خیلی کم کربن را لحیم کاری نمود.

• چدن گرافیکی:

لحیم کاری چدن های چکش خوار و داکتیلی نسبتاً دشوار می باشد اما تحت شرایط کنترل شده و استفاده از فلز پرکننده های نقره ای می توان چدن های چکش خوار و داکتیلی را لحیم کاری نمود.

کلیه محصولات موجود در مجموعه تکنیکس الکترونیک علاوه بر دارا بودن کلیه ویژگی های ذکر شده دارای ضمانت یکساله تعمیرات هستند.

 

عیب‌ یابی مشکلات لحیم کاری

اتصال ضعیف

• علت: دمای ناکافی یا عدم استفاده از فلاکس.

• راه حل: افزایش دما و استفاده از فلاکس.

لحیم اضافی

• علت: استفاده بیش از حد از سیم لحیم.

• راه حل: استفاده از پمپ لحیم یا سیم مکنده.

 آسیب به قطعات

• علت: دمای بیش از حد یا تماس طولانی‌مدت هویه.

• راه حل: کاهش دما و زمان تماس هویه.

 

انواع لحیم‌ ها عبارتند از :

1. لحیم قلع-سرب: این نوع لحیم در صنایع الکترونیک بسیار رایج است، اما به دلیل مضرات سرب برای محیط زیست، استفاده از آن کاهش یافته است.

2. لحیم بدون سرب: این لحیم به دلیل عدم استفاده از سرب، برای محیط زیست مناسب‌تر است و در صنایع مدرن بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. لحیم نقره: این نوع لحیم به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، برای کاربردهای خاص و تخصصی مناسب است.

 

نکات ایمنی مهم در لحیم کاری

• همیشه از تجهیزات ایمنی مانند عینک محافظ استفاده کنید.

• در محیطی با تهویه مناسب کار کنید تا از استنشاق دودهای مضر جلوگیری شود.

• از دمای مناسب برای لحیم کاری استفاده کنید؛ دمای زیاد می‌تواند به قطعات آسیب بزند.

• تمیز نگه داشتن نوک هویه باعث بهبود کیفیت لحیم‌کاری می‌شود.

• از لحیم بیش از حد استفاده نکنید؛ این کار می‌تواند باعث اتصال کوتاه شود.
  
  
  

نتیجه گیری

لحیم کاری یک مهارت پایه و ضروری در بسیاری از زمینه‌ها است که با یادگیری اصول آن، می‌توانید به راحتی پروژه‌های مختلف را انجام دهید. با رعایت نکات ایمنی و استفاده از ابزار مناسب، می‌توانید کیفیت کار خود را بهبود بخشید و از این فرآیند لذت ببرید.