يعتبر-تدفقات اللحام الحرة-التي تحتوي عادةً على الصنوبري والأحماض العضوية (السكسينيك والأديبيك والجلوتاريك) ومنشطات الهاليد (الأمينات والبروميدات)- عدوانية تجاه PFA عند درجات حرارة اللحام (250–350 درجة). تتسبب بقايا التدفق الموجودة على أغلفة سخان PFA في تشقق السطح والتورم والنفاذ المتسارع. -معالجة ما بعد المعالجة (التليين الحراري) لسخانات PFA-عادةً 200 درجة لمدة 4-8 ساعات-تزيد التبلور من 40-45% إلى 55-60%. تقلل البلورة العالية من الحجم غير المتبلور المتاح لامتصاص التدفق والهجوم الكيميائي. يُظهر PFA الملدن مقاومة أفضل بنسبة 40-60% لهجوم التدفق الحر للرصاص مقارنةً بـ PFA غير الملدن، كما تم قياسه من خلال زيادة صلابة السطح ووقت بدء التشقق. يخفف التلدين أيضًا من ضغوط التصنيع المتبقية التي تؤدي إلى تفاقم التشقق الناتج عن الإجهاد البيئي (ESC). بالنسبة لأفران اللحام الموجي أو أفران إعادة التدفق حيث تتلامس سخانات PFA مع أبخرة التدفق، فإن تحديد PFA الملدن يطيل عمر السخان بمقدار 2-3×.
آلية هجوم التدفق وفوائد التلدين
يعد التدفق الحر-للرصاص أكثر قوة من التدفق التقليدي المعتمد على الرصاص-بسبب ارتفاع درجات حرارة اللحام (260 درجة مقابل. 220 درجة ) والأحماض العضوية الأكثر نشاطًا. عند 260 درجة، تتكثف أبخرة التدفق على الأسطح الباردة مثل سخانات PFA. تنتشر الأحماض العضوية إلى مناطق غير متبلورة من PFA، مما يسبب التورم (زيادة الحجم بنسبة 2-5٪) والتلدن. تعمل منشطات الهاليد على تحفيز انقسام السلسلة، مما يقلل الوزن الجزيئي. النتيجة: يصبح السطح لزجًا، ثم تظهر عليه شقوق دقيقة، ثم تظهر عليه بثور. تبلور PFA هو الحاجز الأساسي: المناطق البلورية غير منفذة لجزيئات التدفق؛ فقط المناطق غير المتبلورة هي التي تسمح بالانتشار. تؤدي زيادة التبلور من 45% إلى 60% إلى تقليل الحجم غير المتبلور بنسبة 27%، مما يقلل بشكل متناسب من امتصاص التدفق.
-يعمل التلدين اللاحق عند 200 درجة (أقل من نقطة انصهار PFA التي تبلغ 305 درجة) على إعادة تنظيم السلاسل غير المتبلورة إلى صفائح بلورية. تعمل هذه العملية على تنمية البلورات الموجودة وإنشاء بلورات جديدة. تكون زيادة التبلور دائمة ما لم تتم إعادة صهر PFA. كما أن التلدين يقلل من الإجهاد المتبقي (انظر المادة رقم 41)، مما يقلل من قابلية التشقق الناتج عن الإجهاد البيئي. يتشقق سطح PFA المجهد بسهولة أكبر في وجود التدفق؛ الإجهاد - يقاوم PFA المخفف بدء الكراك.
المقاومة النسبية لهجوم التدفق الحر-الرصاصي
| حالة PFA | التبلور (٪) | الإجهاد المتبقي (MPa) | الوقت اللازم للتشقق السطحي عند تدفق بخار بمقدار 260 درجة (ساعات) | تورم بعد 100 ساعة (٪) | زيادة الصلابة بعد 100 ساعة (شور د) |
|---|---|---|---|---|---|
| غير ملدن (كما هو -مقذوف) | 42–46 | 4–6 | 50–100 | 3–5 | +8–12 |
| صلب (200 درجة، 4 ساعات) | 52–56 | 2–3 | 120–200 | 1.5–2.5 | +4–6 |
| صلب (200 درجة، 8 ساعات) | 56–60 | 1–2 | 200–300 | 1–2 | +2–4 |
| صلب (220 درجة، 4 ساعات) | 58–62 | 1–2 | 250–350 | 1–2 | +2–4 (تدهور المخاطر) |
| -راتينج عالي التبلور (تخصص) + صلب | 60–65 | 1–2 | 300–500 | <1 | +1–2 |
| راتينج غير ملدن عالي التبلور-. | 55–58 | 4–5 | 150–250 | 1.5–2.5 | +3–5 |
منهجية اختبار مقاومة التدفق
لتأهيل سخانات PFA لخدمة اللحام الخالية من الرصاص، استخدم الاختبار التالي:
فضح عينات PFA لبخار التدفق عند 260 درجة لمدة 100 ساعة. استخدم معيار التدفق النظيف - (على سبيل المثال، Kester 951 أو Alpha OM-340) في وعاء مغلق مع عينات PFA معلقة فوق تدفق السائل. الحفاظ على 260 درجة ± 5 درجة.
إزالة العينات وقياس:
يجب زيادة صلابة السطح (شور د) -.<5 units
يجب أن يكون تغيير الوزن -<0.5% (swelling or extraction)
الفحص البصري تحت تكبير 20× - لا توجد شقوق أو بثور أو ابتذال
إجراء اختبار الانحناء (180 درجة حوالي 10 مم شياق) - يجب أن تنحني العينات الملدنة بدون تشقق؛ قد تظهر العينات غير الملدنة شقوقًا صغيرة.
للحصول على مواصفات المشتريات، يتطلب "تصلب سخان PFA عند درجة حرارة 200 لمدة 4 ساعات على الأقل بعد البثق، مع زيادة التبلور المعتمدة بحد أدنى 10 نقاط مئوية." اطلب بيانات DSC (قياس السعرات الحرارية للمسح التفاضلي) التي توضح البلورة قبل التلدين وبعده.
الخبرة الميدانية في اللحام الموجي
يستخدم مصنع تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور سخانات PFA في آلات اللحام الموجية للحفاظ على درجة حرارة التدفق عند 260 درجة. تفشل سخانات PFA القياسية (غير الملدنة) كل 6-9 أشهر بسبب التدفق الناجم عن تشقق السطح. تحول المصنع إلى -سخانات PFA المعالجة (المُلدنة) من نفس الشركة المصنعة. استمرت السخانات الملدنة لمدة 18-24 شهرًا - 2.5-3 مرات أطول. تم استرداد التكلفة الإضافية (15-20٪ قسط) في غضون 6 أشهر من خلال تقليل العمالة البديلة ووقت التوقف عن العمل. يحدد المصنع الآن التلدين لجميع سخانات PFA في خدمة التدفق.
القيود وعندما يكون التلدين غير كافٍ
التلدين يحسن مقاومة التدفق ولكنه لا يجعل PFA منيعًا. للتعرض المستمر لتدفق السائل (الغمر) عند 260 درجة، لا يوجد فلوروبوليمر مناسب-استخدم سخانات السيراميك أو التيتانيوم. التلدين فعال في التعرض للبخار والاتصال المتقطع بالسائل. بالنسبة لتدفقات الهاليد العدوانية (محتوى البروميد العالي)، قد يفشل حتى PFA الملدن خلال 500 ساعة. في مثل هذه الحالات، استخدم سخانًا معدنيًا مطليًا بـ PFA- (حيث يوفر المعدن حماية احتياطية) أو سخان كوارتز مع تركيبات PFA.
للتليين أيضًا مقايضة-: زيادة التبلور تقلل من المرونة ومقاومة الصدمات (تنخفض الاستطالة عند الكسر من 300% إلى 200-250%). بالنسبة للسخانات المعرضة للصدمات الميكانيكية (العصي المحمولة، الخدمة الميدانية)، قد يكون من المفضل PFA غير المصلب على الرغم من انخفاض مقاومة التدفق.
الاستنتاج: التلدين يزيد من مقاومة التدفق بمقدار 2-3×
يؤدي التلدين الحراري بعد المعالجة لسخانات PFA (200 درجة، 4-8 ساعات) إلى زيادة التبلور من 40-45% إلى 55-60%، مما يقلل الحجم غير المتبلور بنسبة 25-30%. تعمل البلورة العالية على تحسين المقاومة لهجوم تدفق اللحام الحر-بنسبة 2–3×، مما يزيد من وقت التشقق السطحي من 50–100 ساعة إلى 200–300 ساعة في التعرض للبخار. التلدين يخفف أيضًا من الإجهاد المتبقي، مما يقلل من قابلية التشقق بسبب الإجهاد البيئي. بالنسبة للحام الموجة، أو أفران إعادة التدفق، أو أي تطبيق حيث تتصل PFA بأبخرة التدفق عند 250-300 درجة، حدد PFA الملدن. يتم تبرير علاوة التكلفة من خلال عمر أطول وتقليل وقت التوقف عن العمل. عندما يفشل حتى PFA صلب قبل الأوان، قم بتبديل مادة السخان. ولكن بالنسبة لمعظم خدمات التدفق، فإن التلدين يُحدث الفرق بين الاستبدال الفصلي والسنوي. يصلب ذلك، أو يصلب ميزانية الصيانة الخاصة بك. الخيار لك.
