LEMLJENISPOJEVI

Lemljenje je spajanje metalnih materijala (osnovnih materijala) pomoću dodatnog rastopljenog materijala – lema, čije je tačka topljenja niže od tačke topljenja osnovnog materijala. Za razliku od zavarivanja gde su temperature veoma visoke, ovde se radi sa znatno nižim temperaturama.

LEMLJENJE

Vrste i postupci lemljenja Prema tački topljenja lema lemljenje delimo na tri grupe:Meko lemlenje koje se odvija na temperaturama do oko 450° C najčešće u elektronici ili za slabije opterećene spojeve (npr. konzerve).Tvrdo lemljenje koje se izvodi na temperaturama od 450° C do 900° C najčešće za jače opterećene spojeve u mašinstvu.Visoko temperaturno lemljenje koje se izvodi na temperaturama preko 900° C za komponente za aeronautiku, nuklerne reaktore; ceo element se zageva u peći u vakuumu ili u posebnim gasovitim atmosferama.

Po obliku spoja lemljenje delimo na šavno, kapilarno i polemljivanje površina.Šavno lemljenje se po obliku ne razlikuje od zavarenih spojeva. Redovno se izvodi kao tvrdo lemljenje, a oblik šava je takozvani V-oblik, koji se popunjava rstopljenim lemom.Kapilarno lemljenje se izvodi tako da se koristi kapilarni efekat rastopljenog lema. Kod ovog lemljenja adhezione sile između lema i osnovnog materijala su veće nego kohezione sile u rastopljenom lemu pa lem biva uvučen u uske razmake između elemenata koji se leme.Polemljivanje je postupak prevlačenja pretežno metalnih površina lemomn radi poboljšanja osobina površina.

Prednosti: mogu se spajati i različiti metali uticaj temperature na osnovni materijal je manji nego kod zavarivanja spojeni delovi nisu oslabljeni rupama, kao npr. kod zakivanja lemljeni spojevi dobro provode struju i toplotu lemljeni spojevi dobro dihtuju potrebno je manje energije nego kod zavarivanja pogodno za spajanje delova različite debljine i tankih delova (neće doći do stvaranja rupe) postupak lemljenja se može automatizovati (pogodno za serijsku proizvodnju) na jednom komadu se može lemiti istovremeno na više mesta.

Nedostaci: manja čvrstoća nego kod zavarenih spojeva mala otpornost na visoke temperature lemovi delomično sadrže skupe metale (Sn, Ag) pa lemljenje nije pogodno za velike lemljene spojeve čvrstoća spojeva dobijenih mekim lemljenjem je ograničena postoji opasnost od pojave galvanske korozije uzrokovane različitim električnim potencijalom lema i osnovnog materijala u odnosu na zavarivanje je priprema površina spoja skuplja.

Postupci lemljenja (određuju se u zavisnosti od opterećenja, radne temperature, oblika mesta spajanja):Plameno lemljenje: mesto lemljenja se ugreje gorionikom; pre ili posle zagrevanja lem se prisloni na mesto spoja ili stavi u spoj; postupak je podesan za meko i tvrdo lemljenje.Lemljenje pomoću lemilice: vruće, rukom ili mašinom vođena lemilica (grejano električno ili gasom) ugreje mesto lemljenja; prisloni se lem koji se otapa i spaja delove; koristi se za meko lemljenje (elektronika).

.

Lemljenje uronjavanjem: pastama ili rastvorima se obrade mesta koja moraju ostati nezalemljena; delovi se u položaju u kojem moraju biti spojeni uranjaju u rastopljeni lem; lem prodire u mesta spoja; postupak je prikladan i za meko i za tvrdo lemljenje.  Lemljenje u peći: lem se dodaje mestu spajanja; delovi se ugreju u gasnoj ili električnoj peći; postupak je prikladan za meko i, češće, tvrdo i visokotemperaturno lemljenje.  

 Otporno lemljenje: slično kao kod elektrootpornog zavarivanja; mesto spajanja s prethodno uloženim lemom se ugreje električnim otporom (Jouleov efekt) “stiskanjem” u kleštima ili na mašinama za elektrootporno lemljenje; postupak je prikladan za meko i tvrdo lemljenje. Indukciono lemljenje: zagrevanje osnovnog materijala dobija se indukcijom naizmenične struje visoke frekvencije (i do 5 MHz) u površinskom sloju; koristi se za meko, tvrdo i visokotemperaturno lemljenje.

Lemljenje pomoću laserskog zraka: toplota se generiše koncentrisanom absorpcijom visokoenergetskog monohromatskog zračenja u vakuumu ili atmosferi s inertnim gasom; koristi se za tvrdo i visokotemperaturno lemljenje preciznih elemenata s lemom visoke temperature topljenja (npr. legure bazirane na Ni),

Lemljenje pomo’u laserskog zraka

Izgled mesta lemljenjaLemljenje sa zazorom: površine spajanja odvojene malom jednolikim zazorom do h ≈ 0,25 mm; lem se kapilarnim delovanjem “usisava” u taj zazor. Lemljenje sa šavom: razmak površina koje se spajaju je veći od 0,5 mm, ili se izvodi V- ili X-šav (ponekad se zato govori o “zavarivačkom lemljenju”); retko se izvodi jer je čvrstoća manja i potrebna je velika količina lema.

Oblikovanje spojevaPrilikom lemljenja spoj treba oblikovati tako da zazor bude po celoj spojnoj površini ravnomeran i neprekinut; treba predvideti da dolazi do povećanja zazora pri zagrevanju. Po mogućnosti izbegavati velike spojne površine. Omogućiti slobodno oticanje topitelja saspojnog mesta pri nailasku lema. Pri lemljenju metala sa različitim koeficijentima istezanja treba predvideti odgovarajuću veličinu zazora.

Proširenja zazora smanjuju kapilarno delovanje, a suženja štete protoku otopine. Naročito su kritična suženja koja se nadovezuju na proširenja zazora: neispravno ispravnoBrazde od obrade normalne na tok lemljenja sprečavaju tečenje ako su dublje od (0,05…0,1)·h; brazde u smeru tečenja deluju kao kanali i potpomažu tečenju pa se često i posebno izrađuju:Lemljenje limova: čeoni spojevi nisu prikladni zbog malene zalemljene površine. Najbolji su preklopni spojevi i spojevi s vezicom (podmetačem)Zakošenjem preklopljenih sastavnih delova ili vezice blaže se skreće tok sila, smanjuje koncentracija napona i povećava čvrstoća.

a) Preklopni spoj,b) kosi preklopni spoj, c) zakošeni preklopni spoj, d) spoj s vezicom, e) spoj sa zakošenom vezicom , f) spoj s dve vezice Svrsishodna dulžina preklopa l = (3...4)·s

a) Preklopni spoj, b) kosi preklopni spoj, c) zakošeni preklopni spoj, d) spoj s vezicom, e) spoj sa zakošenom vezicom , f) spoj s dve vezice Svrsishodna dulžina preklopa l = (3...4)·sCevi: čeone spojeve najbolje je tvrdo lemiti; stubasta izrada povećava površinu lemljenja.Okrugle šipke: čeono lemljenje se ne preporuča jer naprezanje po mogućnosti treba biti na smicanje. rezervoari: važi isto što i za limove.

Lemljeni spojevi dobro prenose samo opterećenja na smicanje pa se tako i oblikuju. Proračun se u pravilu vrši tako da nosivost lemljenog spoja mora imati jednaku nosivost kao i lemljenjem spojeni delovi. Sila pri kojoj dolazi do loma je  Fm = S Rm = A mL  S (mm2) = površina poprečnog preseka vlačno opterećenog spojenog dela Rm (N/mm2) = zatezna čvrstoća materijala spojenog dela A (mm2) = površine lemljenja izložena opterećenju na smicanje mL (N/mm2) = čvrstoća na smicanje zalemljenog spoja

Uopšteno, naprezanje na smicanje mora biti manje od dopuštenog:  = Ldop

U slučaju da je lemljeni spoj opterećen na istezanje, naprezanje takođe mora biti manje od dopuštenog: L= Ldop