Ανάλυση Αιτιών και Αντιμέτρων για το κιτρίνισμα στην συγκόλληση κενού ψυγείων

Το κιτρίνισμα των επιφανειών των καλοριφέρ μετά τη συγκόλληση κενού όχι μόνο επηρεάζει την εμφάνιση του προϊόντος, αλλά μπορεί επίσης να υποδηλώνει πιθανά εσωτερικά προβλήματα ποιότητας. Παρακάτω, θα παρέχω μια λεπτομερή ανάλυση των αιτιών του κιτρινίσματος στα καλοριφέρ αλουμινίου πτερυγίων μετά τη συγκόλληση κενού και θα προτείνω αντίστοιχες λύσεις και προληπτικά μέτρα.

Θεωρητικά, η συγκόλληση κενού πραγματοποιείται σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο και δεν θα πρέπει να οδηγήσει σε οξείδωση ή αποχρωματισμό. Η εμφάνιση κιτρινίσματος οφείλεται ουσιαστικά σε ίχνη οξυγόνου ή υδρατμών που διεισδύουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης ή του σταδίου ψύξης, αντιδρώντας με την επιφάνεια αλουμινίου υψηλής θερμοκρασίας για να σχηματίσουν μια εξαιρετικά λεπτή μεμβράνη οξειδίου. Το πάχος αυτής της μεμβράνης οξειδίου προκαλεί παρεμβολή με συγκεκριμένα μήκη κύματος ορατού φωτός, με αποτέλεσμα κίτρινα, μπλε ή ιριδίζοντα χρώματα.

Οι συγκεκριμένες αιτίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν στις ακόλουθες κύριες ομάδες:

Αυτή είναι η κύρια και πιο συνηθισμένη αιτία κιτρινίσματος.

(1)Ανεπαρκές επίπεδο κενού:
Το επίπεδο κενού που απαιτείται για τη συγκόλληση είναι συνήθως στην περιοχή των $3\times 10^{-3}Pa$ έως $10^{-4}Pa$. Εάν η απόδοση της αντλίας κενού μειωθεί, υπάρχουν μικρές διαρροές στο σύστημα κενού ή τα δακτυλίδια στεγανοποίησης του κλιβάνου γερνούν, το πραγματικό επίπεδο κενού ενδέχεται να μην πληροί τις απαιτήσεις, οδηγώντας σε υπερβολικό υπολειμματικό οξυγόνο.

(2)Ρύποι στον κλίβανο:

Υδρατμοί: Ο πιο σημαντικός ένοχος. Οι υδρατμοί μπορεί να προέρχονται από: ατελή ξήρανση των τεμαχίων μετά τον καθαρισμό, υγρασία που απορροφάται από εξαρτήματα, εσωτερικές διαρροές του κλιβάνου (ειδικά σε υδρόψυκτα περιβλήματα) ή υγρασία που απορροφάται στους τοίχους του κλιβάνου και απελευθερώνεται κατά τη θέρμανση.

Ατμός λαδιού: Εάν χρησιμοποιείται αντλία διάχυσης λαδιού, η αντίστροφη ροή μπορεί να εισάγει ατμό λαδιού στον κλίβανο. Υπό υψηλές θερμοκρασίες, ο ατμός λαδιού αποσυντίθεται σε ενώσεις που περιέχουν άνθρακα και υδρογόνο, μολύνοντας τα τεμάχια και ενδεχομένως προκαλώντας αποχρωματισμό.

Άλλες πτητικές ουσίες: Υπολείμματα καθαριστικών, λάδια, δακτυλικά αποτυπώματα κ.λπ., μπορούν να εξατμιστούν υπό υψηλή θερμοκρασία και κενό, μολύνοντας την ατμόσφαιρα του κλιβάνου.

(1)Προβλήματα υλικού συγκόλλησης:
Το μαγνήσιο (Mg) στο κράμα πλήρωσης συγκόλλησης αλουμινίου-πυριτίου δρα ως βασικός "getter", αντιδρώντας κατά προτίμηση με ίχνη οξυγόνου και υδρατμών στον κλίβανο για την προστασία του υποστρώματος αλουμινίου από την οξείδωση. Η ανεπαρκής περιεκτικότητα σε Mg στο υλικό πλήρωσης ή η πρόωρη εξάτμιση του Mg κατά τη θέρμανση μπορεί να θέσει σε κίνδυνο αυτό το προστατευτικό αποτέλεσμα.

(2)Ακατάλληλες παράμετροι διαδικασίας:

Ακατάλληλος ρυθμός θέρμανσης: Κατά τη διάρκεια του κρίσιμου σταδίου "αποαέρωσης" (συνήθως 300–500°C), η υπερβολικά γρήγορη θέρμανση μπορεί να εμποδίσει την πλήρη εκκένωση της απορροφημένης υγρασίας και των αερίων, απελευθερώνοντάς τα αργότερα σε υψηλές θερμοκρασίες και διαταράσσοντας την ατμόσφαιρα.

Ανεπαρκής θερμοκρασία/χρόνος συγκόλλησης: Οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες ή οι παρατεταμένοι χρόνοι συγκράτησης μπορούν να επιταχύνουν την εξάτμιση του Mg και να αυξήσουν τις ευκαιρίες για αντιδράσεις μεταξύ της επιφάνειας αλουμινίου και των υπολειμματικών αερίων.

Κακός έλεγχος της διαδικασίας ψύξης: Κατά την ψύξη, εάν η καθαρότητα του αζώτου ή του αργού που εισάγεται είναι ανεπαρκής ή εάν το αέριο εισάγεται πολύ νωρίς προκαλώντας διακυμάνσεις πίεσης που επιτρέπουν την είσοδο αέρα, μπορεί να συμβεί οξείδωση και κιτρίνισμα ενώ το τεμάχιο εργασίας είναι ακόμα σε αυξημένες θερμοκρασίες (π.χ., πάνω από 200°C).

(1)Ατελής καθαρισμός:
Τα υπολειμματικά οργανικά ρύπανσης όπως λάδια σφράγισης, υγρά κοπής ή δακτυλικά αποτυπώματα στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας αποσυντίθενται σε υδρογονάνθρακες και υδρατμούς κατά τη συγκόλληση, προκαλώντας τοπική μόλυνση και οξείδωση.

(2)Ανεπαρκής ξήρανση μετά τον καθαρισμό:
Η υπολειμματική υγρασία σε σχισμές ή εξαρτήματα του τεμαχίου εργασίας είναι σημαντική πηγή υδρατμών στον κλίβανο.

(3)Παρατεταμένη αποθήκευση μετά τον καθαρισμό:
Τα καθαρισμένα μέρη αλουμινίου σχηματίζουν γρήγορα μια φυσική μεμβράνη οξειδίου σε υγρό αέρα, η οποία μπορεί να εμποδίσει τη ροή του υλικού πλήρωσης συγκόλλησης και να επιδεινώσει τον αποχρωματισμό κατά τη συγκόλληση.

(1)Προβλήματα σύνθετων υλικών:
Μη ομοιόμορφο πάχος ή υποβαθμισμένη σύνθεση του στρώματος επένδυσης (στρώμα πλήρωσης συγκόλλησης) σε φύλλα/ταινίες συγκόλλησης αλουμινίου.

(2)Εξαρτήματα και εργαλεία:
Εξαρτήματα που δεν καθαρίζονται σχολαστικά, απορροφούν σημαντικές ποσότητες αερίου ή έχουν επικαλύψεις/χρώματα που εξατμίζονται σε υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να γίνουν πηγές μόλυνσης.

Πρέπει να εφαρμοστούν συστηματικά μέτρα για την αντιμετώπιση και την πρόληψη των παραπάνω αιτιών.

(1)Τακτική συντήρηση και ανίχνευση διαρροών:
Δημιουργήστε ένα αυστηρό περιοδικό πρόγραμμα συντήρησης για τον κλίβανο κενού, επιθεωρώντας και αντικαθιστώντας τους δακτυλίους στεγανοποίησης που γερνούν.
Πραγματοποιήστε τακτική ανίχνευση διαρροών φασματόμετρου μάζας ηλίου για να διασφαλίσετε την ακεραιότητα του συστήματος κενού του κλιβάνου.
Επιθεωρείτε και συντηρείτε τακτικά τις ομάδες αντλιών κενού (μηχανικές αντλίες, αντλίες ριζών, αντλίες διάχυσης/μοριακές αντλίες) για να διασφαλίσετε τα απόλυτα επίπεδα κενού και τις ταχύτητες άντλησής τους.

(2)Βελτιστοποίηση καμπύλης αποαέρωσης διαδικασίας:
Ενσωματώστε επαρκή στάδια συγκράτησης στην περιοχή 300–500°C για να επιτρέψετε επαρκή χρόνο για την εκκένωση της απορροφημένης υγρασίας και των αερίων από το τεμάχιο εργασίας και τον κλίβανο. Αυτό είναι το πιο αποτελεσματικό στάδιο για την απομάκρυνση της υγρασίας.
Βεβαιωθείτε ότι το κενό του κλιβάνου φτάνει και σταθεροποιείται στο απαιτούμενο υψηλό επίπεδο κενού (π.χ., ≤ $5\times 10^{-3}Pa$) πριν εισέλθει στη θερμοκρασία συγκόλλησης.

(3)Χρήση προστατευτικών αερίων υψηλής καθαρότητας:
Το άζωτο ή το αργό που εισάγεται κατά την ψύξη πρέπει να έχει καθαρότητα τουλάχιστον 99,999%.

(4)Διατήρηση καθαριότητας κλιβάνου:
Πραγματοποιείτε τακτικά ψήσιμο σε υψηλή θερμοκρασία και καθαρισμό του θαλάμου του κλιβάνου για την απομάκρυνση των απορροφημένων ρύπων.
Αποφύγετε την εισαγωγή ρύπων στον κλίβανο.

(1)Επιλέξτε το κατάλληλο υλικό συγκόλλησης:
Χρησιμοποιήστε υλικά πλήρωσης συγκόλλησης με κατάλληλη περιεκτικότητα σε Mg και σταθερή ποιότητα. Για εξαιρετικά απαιτητικές εφαρμογές, σκεφτείτε υλικά πλήρωσης που περιέχουν ειδικά στοιχεία όπως το Bi για την καταστολή της πρόωρης εξάτμισης του Mg.

(2)Βελτίωση των παραμέτρων της διαδικασίας:
Προσδιορίστε τον βέλτιστο ρυθμό θέρμανσης, τη θερμοκρασία συγκόλλησης, τον χρόνο συγκράτησης και τον ρυθμό ψύξης μέσω πειραματισμού.
Αποφύγετε τις υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες συγκόλλησης και τους παρατεταμένους χρόνους συγκράτησης.
Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία του κλιβάνου πέφτει κάτω από 450°C (όσο χαμηλότερη τόσο το καλύτερο) πριν σπάσετε το κενό και αφαιρέσετε τα τεμάχια εργασίας.

(1)Αυστηρές διαδικασίες καθαρισμού:
Χρησιμοποιήστε υπερηχητικό καθαρισμό με αλκαλικά (ή ουδέτερα) απολιπαντικά για την πλήρη απομάκρυνση των ελαίων.
Ξεπλύνετε με απιονισμένο νερό για να αποφύγετε κηλίδες νερού.
Αμέσως μετά τον καθαρισμό, στεγνώστε καλά χρησιμοποιώντας καθαρό ζεστό αέρα ή φούρνο.

(2)Έλεγχος του χρόνου αλλαγής:
Τα καθαρισμένα και αποξηραμένα μέρη θα πρέπει να συναρμολογούνται και να φορτώνονται στον κλίβανο για συγκόλληση το συντομότερο δυνατό (π.χ., εντός 4 ωρών) για την ελαχιστοποίηση της έκθεσης στον αέρα.

(3)Πρακτικές καθαρού δωματίου:
Οι χειριστές θα πρέπει να φορούν καθαρά γάντια κατά τη συναρμολόγηση και το χειρισμό για την αποφυγή μόλυνσης από ιδρώτα ή δακτυλικά αποτυπώματα.

(1)Επιθεώρηση εισερχόμενων υλικών:
Επαληθεύστε τη σύνθεση και το πάχος του στρώματος επένδυσης των πρώτων υλών, όπως φύλλα/ταινίες συγκόλλησης αλουμινίου.

(2)Καθαρά εξαρτήματα:
Τα εξαρτήματα πρέπει να υποβάλλονται στις ίδιες αυστηρές διαδικασίες καθαρισμού και ξήρανσης με τα τεμάχια εργασίας πριν από κάθε χρήση. Συνιστάται να ορίσετε εξαρτήματα αποκλειστικά για συγκόλληση για την αποφυγή διασταυρούμενης μόλυνσης. Τα εξαρτήματα και οι κλίβανοι συγκόλλησης που έχουν παραμείνει αδρανείς για περισσότερες από 72 ώρες πρέπει να στεγνώσουν και να προψηθούν πριν από την επαναχρησιμοποίησή τους.