Lemljenje

LEMLJENJE

Lemljenje je postupak kojim se metalni ili nemetalni delovi (osnovni materijal) spajaju pomoću rastopljenog dodatnog materijala (lema). Lemljenje se vrši na način da se osnovni materijal ne topi, već samo dodatni materijal zbog niže temperature topljenja. Osnovni materijal je kvašen lemom bez da se sam topi. Primenom materijala za topljenje i/ili zaštitne atmosfere (plin ili vakuum) uvelike se poboljšava konačni rezultat lemljenja. Hemijski sastav osnovnog materijala i dodatnog materijala (lema) je različit. Glavna prednost lemljenja u odnosu na spajanje zavarivanjem je ta što nema promene u strukturi samog materijala (ne topi se). Nadalje, nema velikih deformacija, a spajanje raznovrsnih materijala je relativno jednostavno. Lemljenje spada u jedno od najstarijih postupaka spajanja metala te samim tim u svetu zauzima veliko mesto u industriji. U upotrebi je između 5000-6000 godina. Zbog lakšeg lemljenja koristi se dodatni material za lemljenje. Dodatni materijal za lemljenje može biti u obliku tečnosti, paste ili praška i nanosi se na površinu uz prethodno hemijsko i mehaničko čišćenje. Zbog zagevanja dodatni materijali za lemljenje postaju aktivni i na sebe vežu okside.

Prednosti lemljenja su:

 relativno brz postupak

 nema većih strukturnih promena

 relativno lako spajanje raznovrsnih materijala

 relativno male deformacije, gotovo minimalne

 zalemljeni spoj ne zahteva dodatnu obradu

 laka automatizacija i mehanizacija

 ekonomičnost

 mogućnost spajanja debelih i tankih delova

 visoka točnost izrade

Nedostaci lemljenja su:

 relativno niska nosivost

 visoka cijena dodatnog materijala

Vrste i postupci lemljenja

Lemljenje se može podeliti po raznim kriterijima (temperatura topljenja lema, oblik spoja, način zagrevanja, vrsta zaštitne atmosphere.

Podjela prema temperaturi topljenja lema

Prema temperaturi taljenja lema lemljenje se može podijeliti na:

·meko lemljenje

·tvrdo lemljenje

·visokotemperaturno lemljenje

Meko lemljenje

Kod mekog lemljenja temperature se kreću do 500°C. Lemljenje se odvija pri relativno niskim teperaturama, a najčešće se koristi za spajanje čelika, bakra i bakarnih primesa. Iako se javljaju nove metode spajanja, lemljenje zadržava visoku poziciju u proizvodnji već decenijama. U pažljivo kontrolisanim uslovima, meko lemljenje je najjeftinija varijanta za spajanje električnih veza. Ukoliko se lemljenje ne provodi kako treba, troškovi će se povećati tokom vremena zbog loše izvedbe. Meko lemljenje svoju upotrebu nalazi već u bronzanom dobu presvlačenjem bakra u cilju dobijanja glatkih površina

Prednosti mekog lemljenja:

 lem sam formira oblik zbog prirodnog tečenja, vlaženja i naknadne kristalizacije, čak i kad toplina i lem nisu direktno usmereni na mesto koje se lemi

 lemljeni spoj moguće je rastaviti pa to olakšava naknadne popravke spoja

 oprema kod ručnog i mašinskog lemljenja relativno je jednostavna

 postupak je lako automatizovati

Tvrdo lemljenje

Tvrdo lemljenje se odvija na temperaturama između 500 do 900°C. Koristi se iz razloga da se poveća nosivost spoja. Da se izbegnu metalni oksidi površinu je potrebno prvo dezoksidirati, a potom zagrejati. Zagrevanje se vrši preko plamenika ili električnom strujom (elektrootporno). Tvrdo lemljenje omogučava brzu i jeftinu izradu jakih i nepropusnih spojeva. Spojeve na teško dostupnim mjestima često je moguće spajati jedino lemljenjem. Komplikovane spojeve sa različitim debljinama komponenti lako je spajati uranjanjem ili prolaskom kroz peć. Kada je spoj pravilno dizajniran i postupak lemljenja pravilno izveden, spoj će imati čvrstoću jednaku ili veću od osnovnog materijala

Prednosti tvrdog lemljenja:

• ekonomična izrada složenih i višekomponentnih spojeva

• mogućnost spajanja različitih metala

• mogućnost spajanja metala s nematalima

• vrlo precizne tolerancije

• mogućnost spajanja metala koji dosta variraju u debljini

• vrlo dobra mehanička svojstva

Visokotemperaturno lemljenje

Visokotemperaturno lemljenje služi samo u situacijama gde se spajaju skupi ili plemeniti metali ili materijali koji se ne daju zavariti ili se zavarivanjem bitno menjaju svojstva materijala. Ovim načinom spajanja moguće je čak i spajanje keramike na tvrde metale. Lemljenje se odvija u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi

Podela po obliku spoja

Po obliku spoja lemljenje se može podeliti na:

 kapilarno lemljenje

 lemljenje u žljebu

Kapilarno lemljenje

Kapilarno lemljenje (lemljenje u zazoru) izvodi se na način kapilarnog efekta lema. Sile između osnovnog materijala i lema (adhezijske sile) veće su od kohezijskih sila unutar samog lema. To dovodi do ulaska lema u rascjepke između dviju površina koje se leme. Razmak između površina je jednolik i može biti manji od 0,5 mm.

Lemljenje u žljebu

Još se naziva i zavarivačko lemljenje. Naziv "zavarivačko" dolazi zbog sličnosti postupaka pripreme kod zavarivanja, ali postupak formiranja spoja ostaje isti kao kod kapilarnog zavarivanja.