(1) Soldaduraren ezaugarriak Grafito eta diamante polikristalinozko soldaduran sortzen diren arazoak zeramikazko soldaduran aurkitzen direnen oso antzekoak dira. Metalarekin alderatuta, soldadura zaila da grafito eta diamante polikristalinozko materialak bustitzeko, eta bere hedapen termikoaren koefizientea oso desberdina da egitura-material orokorrenarekin alderatuta. Biak zuzenean berotzen dira airean, eta oxidazioa edo karbonizazioa gertatuko da tenperatura 400 ℃-tik gorakoa denean. Beraz, hutsean soldadura erabili behar da, eta hutsune-maila ez da 10-1pa baino txikiagoa izan behar. Bien indarra ez denez altua, soldaduran zehar tentsio termikoa badago, pitzadurak gerta daitezke. Saiatu hedapen termikoaren koefiziente baxua duen soldadura-betegarri-metala hautatzen eta zorrotz kontrolatu hozte-abiadura. Material horien gainazala ez denez erraz bustitzen soldadura bidezko betegarri-metal arruntekin, 2,5 ~ 12,5 um-ko lodierako W, Mo eta beste elementu batzuk geruza bat jar daiteke grafito eta diamantezko material polikristalinoen gainazalean gainazalaren aldaketaren bidez (hutsean estaldura, ioien ihinztadura, plasma ihinztadura eta beste metodo batzuk) soldadura aurretik, eta haiekin karburo egokiak eratu, edo jarduera handiko soldadura bidezko betegarri-metalak erabil daitezke.
Grafitoak eta diamanteak hainbat gradu dituzte, partikula-tamaina, dentsitatea, purutasuna eta beste alderdi batzuetan desberdinak direnak, eta soldadura-ezaugarri desberdinak dituzte. Gainera, diamante polikristalinoen tenperatura 1000 ℃-tik gorakoa bada, polikristalinoen higadura-erlazioa jaisten hasten da, eta higadura-erlazioa % 50 baino gehiago jaisten da tenperatura 1200 ℃-tik gorakoa denean. Beraz, diamantea hutsean soldaduratzean, soldadura-tenperatura 1200 ℃-tik behera kontrolatu behar da, eta hutsune-maila ez da 5 × 10-2Pa baino txikiagoa izan behar.
(2) Soldadura-betegarri metalaren aukeraketa batez ere erabileran eta gainazalaren prozesamenduan oinarritzen da. Beroarekiko erresistentea den material gisa erabiltzen denean, soldadura-tenperatura altua eta beroarekiko erresistentzia ona duen soldadura-betegarri metala aukeratu behar da; korrosioarekiko erresistenteak diren material kimikoetarako, soldadura-tenperatura baxua eta korrosioarekiko erresistentzia ona duten soldadura-betegarri metalak hautatzen dira. Gainazaleko metalizazio-tratamenduaren ondorengo grafitoarentzat, harikortasun handiko eta korrosioarekiko erresistentzia oneko kobrezko soldadura purua erabil daiteke. Zilarrezko eta kobrezko soldadura aktiboak bustigarritasun eta jariakortasun ona dute grafitoarekiko eta diamantearekiko, baina soldadura-junturaren zerbitzu-tenperatura zaila da 400 ℃ gainditzea. 400 ℃ eta 800 ℃ artean erabiltzen diren grafitozko osagaietarako eta diamantezko erremintetarako, urre-oinarrizko, paladio-oinarrizko, manganeso-oinarrizko edo titanio-oinarrizko betegarri metalak erabili ohi dira. 800 ℃ eta 1000 ℃ artean erabiltzen diren junturetarako, nikel-oinarrizko edo zulagailu-oinarrizko betegarri metalak erabili behar dira. Grafito osagaiak 1000 ℃-tik gora erabiltzen direnean, metal puruzko betegarri metalak (Ni, PD, Ti) edo molibdenoa, Mo, Ta eta karbonoarekin karburoak sor ditzaketen beste elementu batzuk dituzten aleazio betegarri metalak erabil daitezke.
Grafito edo diamante gainazaleko tratamendurik gabeko kasuan, 16. taulan agertzen diren betegarri-metal aktiboak erabil daitezke soldadura zuzenerako. Betegarri-metal horietako gehienak titanioan oinarritutako aleazio bitarrak edo ternarioak dira. Titanio puruak grafitoarekin erreakzionatzen du indartsu, eta horrek karburo geruza oso lodi bat sor dezake, eta bere hedapen-koefiziente lineala grafitoarenarekin alderatuta oso desberdina da, eta erraz sortzen ditu pitzadurak, beraz, ezin da soldadura gisa erabili. Cr eta Ni Ti-ri gehitzeak urtze-puntua murriztu eta zeramiken bustigarritasuna hobetu dezake. Ti aleazio ternario bat da, batez ere Ti Zr-z osatua, TA, Nb eta beste elementu batzuk gehituta. Hedapen-koefiziente lineal baxua du, eta horrek soldadura-tentsioa murriztu dezake. Batez ere Ti Cu-z osatutako aleazio ternarioa egokia da grafitoaren eta altzairuaren soldadurarako, eta junturak korrosioarekiko erresistentzia handia du.
16. taula: grafito eta diamantearen soldadura zuzeneko soldadurarako betegarri-metalak
(3) Soldadura-prozesua Grafitoaren soldadura-metodoak bi kategoriatan bana daitezke: bata gainazaleko metalizazioa egin ondoren soldadura da, eta bestea gainazaleko tratamendurik gabeko soldadura. Edozein metodo erabili arren, soldadura-elementua muntatu aurretik tratatu behar da, eta grafito-materialen gainazaleko kutsatzaileak alkohol edo azetonarekin garbitu behar dira. Gainazaleko metalizazio-soldaduraren kasuan, Ni, Cu edo Ti, Zr edo molibdeno disiliziuro geruza bat jarri behar da grafitoaren gainazalean plasma-ihinztadura bidez, eta ondoren, kobrezko betegarri-metala edo zilarrezko betegarri-metala erabili behar da soldadura egiteko. Soldadura aktiboarekin zuzeneko soldadura da gaur egun gehien erabiltzen den metodoa. Soldadura-tenperatura 16. taulan emandako soldaduraren arabera hauta daiteke. Soldadura soldadura-junturaren erdian edo mutur baten ondoan lotu daiteke. Hedapen termiko-koefiziente handia duen metal batekin soldadura egiten denean, lodiera jakin bateko Mo edo Ti erabil daiteke tarteko geruza gisa. Trantsizio-geruzak deformazio plastikoa sor dezake soldadura-berotzean, tentsio termikoa xurgatu eta grafitoaren pitzadurak saihestu. Adibidez, Mo erabiltzen da trantsizio-juntura gisa grafito eta hastelloyn osagaien hutsean soldadura egiteko. B-pd60ni35cr5 soldadura erabiltzen da, gatz urtuen korrosioarekiko eta erradiazioarekiko erresistentzia ona duena. Soldadura-tenperatura 1260 ℃ da eta tenperatura 10 minutuz mantentzen da.
Diamante naturala zuzenean soldadura bidez solda daiteke b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 eta beste soldadura aktibo batzuekin. Soldadura hutsean edo argon baxuko babespean egin behar da. Soldadura-tenperaturak ez du 850 ℃ gainditu behar, eta berotze-abiadura azkarragoa aukeratu behar da. Soldadura-tenperaturan mantentze-denbora ez da luzeegia izan behar (orokorrean 10 segundo inguru) interfazean tic geruza jarraitu bat sortzea saihesteko. Diamantea eta aleaziozko altzairua soldadura bidez soldatzerakoan, tarteko plastikozko geruza bat edo hedapen baxuko aleazio-geruza bat gehitu behar da trantsiziorako, tentsio termiko gehiegizkoak eragindako diamante-aleei kalteak saihesteko. Ultra-zehaztasuneko mekanizaziorako torneatzeko tresna edo zulatzeko tresna soldadura-prozesuaren bidez fabrikatzen da, non 20 ~ 100 mg diamante partikula txikiak altzairuzko gorputzean soldatzen diren, eta soldadura-junturaren indarra 200 ~ 250mpa-ra iristen da.
Diamante polikristalinoa sugar, maiztasun handiz edo hutsean soldadura bidez egin daiteke. Metala edo harria diamantezko zerra zirkularreko xaflarekin mozteko, maiztasun handiko soldadura edo sugar soldadura erabiliko da. Urtze-puntu baxua duen Ag Cu Ti soldadura aktiboaren betegarri-metal hautatuko da. Soldadura-tenperatura 850 ℃-tik behera kontrolatuko da, berotze-denbora ez da luzeegia izango eta hozte-abiadura motela erabiliko da. Petrolioan eta zulaketa geologikoetan erabiltzen diren diamante polikristalinozko puntek lan-baldintza eskasak dituzte eta inpaktu-karga handiak jasaten dituzte. Nikelezko soldadura-betegarri-metala aukeratu daiteke eta kobrezko xafla purua erabil daiteke tarteko geruza gisa hutsean soldadura egiteko. Adibidez, 350 ~ 400 kapsula Ф 4,5 ~ 4,5 mm-ko diamante polikristalino zutabeduna 35CrMo edo 40CrNiMo altzairuaren zuloetan soldadura bidez egiten da ebaketa-hortzak eratzeko. Hutsean soldadura erabiltzen da, eta hutsune maila ez da 5 × 10-2Pa baino txikiagoa, soldadura tenperatura 1020 ± 5 ℃ da, eusteko denbora 20 ± 2 minutu da, eta soldadura junturaren zizaila-erresistentzia 200mpa baino handiagoa da.
Soldadura prozesuan, soldadura-pieza berezko pisua erabiliko da ahalik eta gehien muntatzeko eta kokatzeko, metalezko piezak grafitoa edo polikristalino materiala goiko aldean sakatzeko. Kokatzeko euskarria erabiltzean, euskarri-materiala soldadura-piezakoaren antzeko hedapen termiko-koefizientea duen materiala izango da.
Argitaratze data: 2022ko ekainaren 13a