Tentang mematri

Mematri adalah metode pengelasan yang menyatukan logam.
Dalam mematri, logam dasar dipanaskan sampai suhu tinggi, dan bahan pengisi (braze), yang memiliki titik leleh lebih rendah dari bahan dasar, dilebur oleh konduksi panas bahan dasar, tanpa melelehkan bahan dasar.
Ini adalah metode penyambungan dengan menyebarkan Logam pengisi ke bahan dasar dengan fenomena yang disebut “pembasahan”.

Perbedaan antara mematri dan menyolder

Perbedaan titik leleh logam pengisi
Perbedaan antara mematri dan menyolder ditentukan oleh titik leleh logam pengisi.
Mematri menggunakan logam pengisi (braze) dengan titik leleh 450 °C atau lebih tinggi, dan menyolder menggunakan logam pengisi (solder) dengan titik leleh 450 °C atau lebih rendah.
Misalnya, titik lebur Logam pengisi yang tersedia secara komersial lebih tinggi dari 580C untuk braze aluminium, 735C untuk braze tembaga, dan 745C untuk braze perak, yang lebih tinggi dari 450C.
Sebaliknya, titik leleh solder umum yang mengandung timbal adalah 183°C, dan titik leleh solder bebas timbal adalah 217°C.

perbedaan intensitas

Mematri lebih kuat dari menyolder.
Namun, kekuatan sambungan tidak hanya ditentukan oleh kekuatan mematri.
Secara umum, semakin kuat logam dasar dan semakin tipis sambungan solder, semakin kuat sambungannya.

Fitur mematri

◎Karena tidak perlu memanaskan bahan dasar ke titik leleh, ada sedikit efek termal pada bahan dasar, sehingga mudah untuk menggabungkan benda tipis dan kecil.
◎Sulit untuk merusak bahan dasar.
◎Dimungkinkan untuk menggabungkan bahan yang berbeda dengan titik leleh yang berbeda.
[Perhatian] Pematrian dengan koefisien muai panas yang berbeda menyebabkan lapisan pematrian robek karena perbedaan penyusutan selama pendinginan, sehingga perlu mempertimbangkan metode sambungan.
◎Karena mematri memiliki titik leleh yang lebih rendah daripada bahan dasar, maka dimungkinkan untuk menghilangkan atau menggabungkan kembali titik patri dengan memanaskan kembali.
*Saat mematri dua bagian berdekatan satu sama lain dalam dua langkah, menggunakan braze dengan titik leleh yang berbeda dapat menghindari peleburan kembali braze pertama kali.
◎Tidak seperti metode penyambungan mekanis seperti perbautan, penyegelan kedap udara dan kedap air dimungkinkan.
◎Dimungkinkan untuk menggabungkan objek genap dengan bentuk rumit dan beberapa titik penyambungan (penggabungan batch multi-titik)
◎Konduktif tidak seperti ikatan dengan perekat.
◎Tidak memerlukan keterampilan sebanyak pengelasan busur terlindung, dan prosedur kerja dapat dipelajari dalam waktu yang relatif singkat.
◎Dengan mempertimbangkan bentuk sambungan, dimungkinkan untuk membuat sambungan dengan kekuatan yang sebanding dengan bahan dasarnya.
◎Pekerjaan bisa relatif otomatis

Tetang Logam pengisi

Mematri adalah logam aditif yang memiliki titik leleh lebih rendah dari bahan dasar dan digunakan untuk penyambungan.
Ini digunakan dengan memanaskan mematri di atas titik lelehnya menggunakan konduksi panas dari bahan dasar, melelehkannya, dan menyebarkannya ke dalam sambungan dengan aksi kapiler.

Pemilihan bahan mematri

1. Titik lebur mematri lebih rendah dari bahan dasar
Titik lelehnya harus sesuai, dan komposisinya harus sedemikian rupa sehingga bagian-bagiannya tidak meleleh bersama selama mematri.
2. Keterbasahan yang baik dan fluiditas sedang
3. Sambungan brazing harus memiliki sifat yang diperlukan seperti sifat mekanik seperti kekuatan, sifat listrik seperti konduktivitas listrik, dan ketahanan korosi di lingkungan operasi.
4. Bahan yang dapat dengan mudah diolah menjadi kawat atau pelat

Paduan juga dapat digunakan selama memenuhi persyaratan ini.
Pada kenyataannya, faktor lain seperti workability, beban kerja, dan efisiensi ekonomi juga merupakan pilihan penting, dan yang digunakan terbatas.

Titik leleh Logam pengisi

Semakin rendah titik leleh Logam pengisi, semakin pendek waktu pemanasan, semakin baik efisiensi ekonomi, dan semakin baik kerusakan bahan dasar dapat dicegah.
Oleh karena itu, daripada menggunakan logam murni, seringkali elemen paduan ditambahkan untuk menurunkan titik leleh.
Misalnya, titik leleh 100% perak adalah 961,8°C, tetapi jika 28% tembaga ditambahkan dan proporsi perak adalah 72%, titik lelehnya berubah menjadi 780 °C. Komposisi ini disebut komposisi eutektik.
Titik leleh juga dapat diturunkan dengan menambahkan elemen leleh rendah. Solder kuningan dibuat dengan menambahkan seng dengan titik leleh rendah ke tembaga.
Seng ditambahkan selain tembaga di banyak solder perak. Ada juga solder perak dengan timah atau nikel yang ditambahkan ke dasar ini.
Namun, jika proporsi logam aditif dengan titik leleh rendah terlalu tinggi, braze dapat menjadi rapuh dan tidak dapat dikerjakan dengan baik.

 

Prinsip mematri

Oksigen di udara bereaksi dengan atom bahan dasar untuk membentuk lapisan oksida pada permukaan banyak logam.
Bahkan Logam pengisi yang meleleh dibawa ke dalam kontak dengan permukaan logam di mana film oksida telah terbentuk, atom logam mematri dan atom logam dasar tidak dapat menarik satu sama lain.
Sebuah gaya yang disebut gaya antarmolekul bertindak antara molekul untuk menarik satu sama lain.
Jika ada lapisan oksida, tidak ada gaya tarik menarik antara atom Logam pengisi dan atom logam dasar. Keadaan ini dikatakan bahwa Logam pengisi tidak membasahi bahan dasar.
Pengertiannya adalah payung baru dengan tetesan air di atasnya. Logam pengisimengalir karena tidak ada gaya antarmolekul.

Untuk melakukan brazing, perlu untuk membasahi bahan mematri cair ke bahan dasar, dan untuk alasan itu, perlu untuk menghilangkan film oksida.
Ada dua cara untuk menghilangkan lapisan oksida ini: pertama adalah dengan menghilangkan oksigen dalam oksida dalam atmosfer pereduksi seperti hidrogen, hanya menyisakan atom logam, dan yang lainnya adalah dengan menggunakan fluks.
Ketika fluks yang meleleh menyentuh lapisan oksida pada permukaan bahan dasar, oksigen dihilangkan dari lapisan oksida dan hanya atom logam dasar yang tersisa.
Tindakan fluks ini secara kimiawi menghilangkan film oksida, memungkinkan kontak langsung antara logam pengisi mematri dan permukaan logam dari logam tidak mulia.
Ketika bahan mematri cair mengalir dalam keadaan ini, atom logam dari bahan dasar dan atom logam dari bahan mematri mengerahkan gaya dan ikatan antarmolekul. Keadaan ini disebut logam pengisi yang dibasahi dengan bahan dasar.
Pengertiannya adalah suatu keadaan di mana hujan merembes dan menyebarkan payung yang telah kehilangan efek anti airnya.

Jika pemanasan dilanjutkan bahkan setelah logam pengisi mematri telah membasahi logam dasar, atom logam pengisi mematri meresap di antara atom logam tidak mulia, menciptakan daerah di mana atom logam pengisi mematri dan atom logam dasar bercampur.
Daerah ini disebut lapisan paduan (lapisan difusi). Lapisan paduan ini memperkuat sambungan.

Tentang Fluks

Tindakan fluks adalah untuk menghilangkan film oksida pada permukaan logam, dan fluks bereaksi secara kimia dengan oksida untuk menciptakan produk (garam logam) yang larut dan hilang.
Ketika baja atau tembaga mematri menggunakan boraks atau asam borat sebagai fluks, film oksida dilarutkan dan dihilangkan dengan reaksi berikut.

FeO (oksida besi) + Na2B4O7 (boraks) Fe(BO2)2+2NaBO2
CuO (oksida tembaga) + 2H3BO3 (asam borat) Cu(BO2)2+3H2O

Fluks tidak memiliki efek menghilangkan oksida tebal seperti karat pada permukaan bahan dasar, bahan pelapis, minyak dan lemak, kotoran, dll.
Oleh karena itu, perlu untuk menghilangkan zat asing ini sebelum mematri.
Jika benda asing seperti minyak atau kerak menempel pada bahan dasar, fluks tidak akan bekerja dengan baik.
Zat asing ini dapat dihilangkan dengan cara degreasing dan polishing.
Juga, titik leleh fluks umumnya 50 ° C lebih rendah dari logam pengisi.

Tentang pemanasan mematri

Pemanasan sangat penting untuk mematri.
Oleh karena itu, efek termal dari pemanasan pada bahan dasar tidak dapat dihindari, dan perubahan struktural seperti oksidasi, pelunakan, pengerasan, dan pengerasan permukaan bahan dasar terjadi.

Ada berbagai metode pemanasan mematri, tetapi faktor terpenting dalam semua metode pemanasan adalah kontrol suhu.
Bahan dasar di dekat sambungan dipanaskan secara merata hingga suhu pematrian yang telah ditentukan, dan setelah patri mulai mengalir, bahan tersebut dipertahankan pada suhu tersebut sampai benar-benar menembus sambungan.
Hal ini diperlukan untuk mengontrol suhu secara stabil dengan menekan perubahan suhu.
Juga, karena suhu pemanasan dan waktu pemanasan bervariasi tergantung pada bentuk bahan dasar dan bahan mematri, maka perlu untuk menentukan kondisi pemanasan yang optimal.

Titik pemanasan mematri

Bagian mematri tidak langsung dipanaskan, tetapi bahan dasar di dekat sambungan dipanaskan, dan panas konduktif melelehkan Logam pengisi.
Bila bahan dasar terlalu panas, lapisan oksida tebal terbentuk di permukaan, sehingga sulit bagi fluks untuk menghilangkan lapisan oksida, dan logam pengisi tidak akan membasahi bahan dasar.
Selanjutnya, overheating meningkatkan efek termal pada bahan dasar, atau mencapai suhu leleh bahan dasar dan meleleh.
Jika kapasitas panas dan ketebalan dinding berbeda, panaskan yang lebih besar terlebih dahulu.
Standar suhu mematri ditentukan dengan memeriksa warna bahan dasar dan tingkat pelarutan fluks.
Panas tambahan mematri dengan pemanas halogen menggunakan termometer radiasi sebagai tambahan, dan suhu pemanasan dapat diatur dengan kontrol umpan balik.
Jangan menggunakan logam pengisi lebih dari yang diperlukan, karena logam pengisi memasuki celah di antara sambungan karena aksi kapiler.

Tentang celah sambungan mematri

Dalam mematri, solder mengalir melalui celah karena aksi kapiler. Jika celah terlalu lebar, logam pengisi dapat mengalir ke sisi dengan celah yang lebih kecil, atau celah mungkin tetap ada setelah mematri, yang mengakibatkan sambungan yang buruk.
Penting untuk mengetahui jarak dan braze yang tepat.

“Jenis logam pengisi
dan celah mematri”