Doğru lehim erime noktasının seçilmesi projenizin başarısı için çok önemlidir. Lehimleme, iki veya daha fazla metal parçayı birleştirmek için eriyebilir bir metal alaşımının kullanılmasını içerir. Lehimin erime noktası (katıdan sıvıya dönüştüğü sıcaklık) alaşım bileşimine göre değişir. İhtiyaçlarınız için en iyi seçimi yapmanıza yardımcı olacak bir kılavuz burada.
Lehimi Anlamak
Öncelikle lehimin ne olduğuna bir bakalım. Lehim, metal parçaları birleştirmek için kullanılan eriyebilir bir metal alaşımıdır. Lehimin erime noktası, lehimin katıdan sıvıya dönüştüğü sıcaklıktır. Bu sıcaklık lehim alaşımının bileşimine bağlı olarak değişir.
En yaygın olarak lehim, kalay, kurşun, gümüş ve bakır gibi metallerin birleşiminden yapılır. Her metalin farklı bir erime noktası vardır ve üreticiler bunları farklı oranlarda karıştırarak çeşitli uygulamalara uygun belirli erime noktalarına sahip lehim oluştururlar.
Lehimin Erime Noktası Nedir?
Lehimin erime noktaları, alaşıma bağlı olarak tipik olarak 90 ila 450°C (190 ila 840°F; 360 ila 720 K) arasında değişir. Bu geniş ürün yelpazesi, çeşitli endüstrilerdeki lehimleme için çeşitli uygulamaları ve gereksinimleri yansıtmaktadır.
- Ortak Alaşımlar: En sık kullanılan lehim alaşımları 180 ve 190°C (360 ve 370°F; 450 ve 460 K) arasında erir. Bunlar, kalaylı kurşun ve bazı kurşunsuz lehimler gibi popüler türleri içerir.
Yaygın Lehim Çeşitleri ve Erime Noktaları
Lehimin erime noktası, bileşimine bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.
Kurşun Bazlı Lehim Erime Noktaları
Genellikle kalay ve kurşun karışımından oluşan kurşun bazlı lehimler (genellikle 60/40 veya 63/37 oranları), uzun yıllardır endüstri standardı olmuştur. 63/37 lehim 183°C'de (361°F) erir, bu da onu nispeten düşük erime noktası ve mükemmel akış özellikleri nedeniyle elektronik alanında popüler bir seçim haline getirir. Ancak sağlık ve çevresel kaygılar nedeniyle kurşunsuz alternatifler lehine kullanımı azalmıştır.
| eski Tip | Bileşim | Erime Noktası (° C) | Erime Noktası (°F) |
|---|---|---|---|
| 60/40 Kalay-Kurşun Lehim | %60 Kalay, %40 Kurşun | 183-190 | 361-374 |
| 63/37 Kalay-Kurşun Lehim | %63 Kalay, %37 Kurşun | 183 | 361 |
| SAC305 Kurşunsuz Lehim | %96.5 Kalay, %3 Gümüş, %0.5 Bakır | 217-221 | 423-430 |
| Kalay-Gümüş Kurşunsuz Lehim | %96.5 Kalay, %3.5 Gümüş | 221 | 430 |
| Kalay-Bakır Kurşunsuz Lehim | %99.3 Kalay, %0.7 Bakır | 227 | 441 |
| Bizmut Bazlı Düşük Sıcaklık Lehimi | %58 Bizmut, %42 Kalay | 138 | 280 |
| Yüksek Sıcaklık Lehimi (Gümüş) | %93.5 Kurşun, %5 Kalay, %1.5 Gümüş | 296 | 565 |
| Gümüş Rulman Lehimi | %62 Kalay, %36 Kurşun, %2 Gümüş | 179-190 | 354-374 |
| Kalay-Kurşun-Antimon Lehim | %62 Kalay, %36 Kurşun, %2 Antimon | 178-190 | 352-374 |
| Nikel Bazlı Yüksek Sıcaklık Lehimi | Nikel bazlı alaşım | 450+ | 842+ |
Kurşunsuz Lehim Erime Noktaları
Kurşun bazlı lehim üzerindeki kısıtlamalara yanıt olarak kurşunsuz alternatifler popüler hale geldi. Bunlar tipik olarak az miktarda gümüş, bakır veya bizmutla karıştırılmış kalay içerir. Kurşunsuz lehimler genellikle 217°C ila 227°C (423°F ila 441°F) arasında değişen daha yüksek erime noktalarına sahiptir.
Çeşitli kurşunsuz lehim bileşimlerinin ve bunların erime sıcaklıklarının bir dökümü:
| Lehim Alaşımı Bileşimi (% ağırlık) | Kompozisyon Detayı | Erime Sıcaklığı (°C) | Erime Sıcaklığı (°F) |
|---|---|---|---|
| %97 Giriş/%3 Ag | İndiyum-Gümüş | 143 ° C | 289 ° F |
| %95.5 Sn/%3.9 Ag/%0.6 Cu | Kalay-Gümüş-Bakır | 217 ° C | 423 ° F |
| %95 Sn/%5 Sb | Kalay-Antimon | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| %95 Sn/%5 Ag | Kalay-Gümüş | 221 ° C - 240 ° C | 430 ° F - 464 ° F |
| %95.6 Sn/%3.5 Ag/%0.9 Cu | Kalay-Gümüş-Bakır | 217 ° C | 423 ° F |
| %65 Sn/%25 Ag/%10 Sb | Kalay-Gümüş-Antimon | 233 ° C | 451 ° F |
| %91 Sn/%9 Zn | Kalay-Çinko | 199 ° C | 390 ° F |
| %95 Zn/%5 Al | Çinko-Alüminyum | 382 ° C | 720 ° F |
| %58 Bi/%42 Sn | Bizmut-Kalay | 138 ° C | 280 ° F |
| %97 Sn/%2 Cu/%0.8 Sb/%0.2 Ag | Kalay-Bakır-Gümüş | 226 ° C - 228 ° C | 439 ° F - 442 ° F |
| %95.5 Sn/%3.5 Ag/%1 Zn | Kalay-Gümüş-Çinko | 218 ° C - 221 ° C | 424 ° F - 430 ° F |
| %96 Sn/%4 Ag | Kalay-Gümüş | 221 ° C - 225 ° C | 430 ° F - 437 ° F |
| %91.5 Sn/%8.5 Sb | Kalay-Antimon | 232 ° C - 240 ° C | 450 ° F - 464 ° F |
| %97.5 Sn/%2.5 Ag | Kalay-Gümüş | 221 ° C - 226 ° C | 430 ° F - 439 ° F |
| %97 Sn/%3 Cu | Kalay-Bakır | 227 ° C - 300 ° C | 441 ° F - 572 ° F |
Uygulama Bazlı Seçim
- Yüksek Sıcaklık Prosesleri: Aşağıdaki gibi daha yüksek erime noktasına sahip lehimler kullanmayı düşünün: %95 Sn/%5 Sb (232°C – 240°C / 450°F – 464°F) veya %95 Zn/%5 Al (382°C / 720°F) ilk lehimin yeniden akmasına gerek kalmadan birden fazla termal döngüye dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
- Düşük Sıcaklık Prosesleri: Termal olarak hassas bileşenler için, erime noktaları daha düşük olan lehimler kullanın. %97 Giriş/%3 Ag (143°C / 289°F) veya %58 Bi/%42 Sn Hasarı önlemek için (138°C / 280°F).
Gümüş Lehim Erime Noktaları
Sert lehim olarak da bilinen gümüş lehim, daha yüksek oranda gümüş içerir ve mücevher yapımı veya sıhhi tesisat gibi yüksek mukavemetli uygulamalarda kullanılır. Çoğunlukla 600°C'yi (1112°F) aşan çok daha yüksek bir erime noktasına sahiptir. Bu tür lehim daha fazla ısı gerektirir ancak çok güçlü bağlantılar sağlar; dayanıklılığın kritik olduğu uygulamalar için idealdir. (Hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız gümüşün erime noktası, lütfen buraya tıklayın)
Bakır Lehim Erime Noktaları
Yaklaşık 1083°C (1981°F) erime noktasına sahip olan bakır lehim, yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır. Genel lehimleme görevleri için daha az yaygındır ancak HVAC gibi belirli endüstrilerde gereklidir. (Hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız bakırın erime noktası, lütfen buraya tıklayın)
Neden Kurşun Alaşımlı Lehim Yerine Altın Alaşımlı Lehim Tercih Etmelisiniz?
Au80Sn20 gibi altın alaşımlı lehimler, üstün yüksek sıcaklık performanslarından dolayı genellikle kurşun bazlı lehimler yerine seçilir. Erime noktası 327°C olan kurşun bazlı lehimler, 245°C'nin üzerinde mukavemet kaybeder ve bu durum, yüksek sıcaklıktaki işlemlerde sorun yaratabilir. Buna karşılık, erime noktası 80°C olan Au20Sn280, benzer koşullar altında mukavemetini daha iyi korur.
Bu, altın alaşımlı lehimleri, 250-260°C civarında meydana gelen yeniden akış veya dalga lehimleme gibi son montaj süreçlerini içeren uygulamalar için ideal kılar. Çok yumuşak olabilen kurşun bazlı lehimlerin aksine, potansiyel aşırı ısınma durumunda bile güvenilir ve dayanıklı bağlantılar sağlarlar.
Neden Ötektik Olmayan Alaşım Yerine Ötektik Alaşımı Seçmelisiniz?
Ötektik alaşımlar tek bir sıcaklıkta eriyip katılaşarak daha hızlı, daha verimli lehimlemeye ve daha basit fikstürlemeye olanak tanır. Bu, optimum bağlantı kalitesine ve maliyet tasarrufuna yol açar. Ancak ötektik olmayan alaşımlar soğutma sırasında katı-sıvı fazdan geçer, bu da sıcak çatlama riskini artırır ve daha karmaşık işlem ayarlamaları gerektirir. Bu nedenle lehimlemede hızları ve güvenilirlikleri nedeniyle ötektik alaşımlar tercih edilmektedir.
Hangi Lehim Kullanılmalıdır?
Lehim alaşımının seçimi iki temel kritere bağlıdır: lehimin erime noktası ve sonraki termal işlemler. Birden fazla termal adım içeren işlemler için, ilk önce yaklaşık 300°C'de eriyen yüksek Kurşun (Pb) alaşımı gibi yüksek sıcaklıkta bir lehim kullanılabilir. Bu, 220°C'de Kalay Gümüş (SnAg) ve 150°C'de İndiyum bazlı lehim gibi daha düşük sıcaklıktaki alaşımlarla daha sonra lehimlemeye olanak tanır ve cihazın bütünlüğünden ödün vermeden esneklik sağlar.
Tersine, termal olarak hassas bileşenler içeren uygulamalar için düşük sıcaklıkta bir lehim gereklidir. Erime noktaları 150°C'nin altında ve bazen 100°C kadar düşük olan bu lehimler, hassas bileşenleri ısının vereceği zarardan korur. Lehim seçimi temel olarak prosesin spesifik termal gereksinimlerini karşılamak için erime noktasına göre yapılır.
Lehim Seçiminde Dikkat Edilmesi Gereken Faktörler
Projeniz için doğru lehim erime noktasını seçerken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:
Bileşen Hassasiyeti
Lehimlediğiniz bileşenler lehimin erime noktasını belirleyecektir. Örneğin hassas elektronik bileşenler yüksek sıcaklıklardan zarar görebilir, bu da düşük erime noktalı lehimin tercih edilmesini sağlar. Tersine, sıhhi tesisat ve metal işleri projeleri, daha güçlü bağlar sağlayan yüksek erime noktalı lehimlerden yararlanabilir.
Uygulama ortamı
Lehimli bağlantının kullanılacağı ortamı göz önünde bulundurun. Yüksek erime noktalı lehimler, ısı altında bütünlüklerini daha iyi koruduklarından, yüksek sıcaklıktaki ortamlar için daha uygundur. Örneğin otomotiv veya havacılık uygulamaları sıklıkla yüksek sıcaklıklara dayanabilen lehimler gerektirir.
Eklem Mukavemeti
Lehimli bağlantının gerekli gücü bir diğer önemli faktördür. Gümüş lehim gibi yüksek erime noktalı lehimler çok güçlü bağlar oluşturur, bu da onları bağlantının stres altında olacağı mekanik uygulamalar için ideal kılar. Daha az zorlu uygulamalar için standart kurşunsuz veya kurşun bazlı lehim yeterli olabilir.
Düzenleme gereksinimleri
Bazı durumlarda düzenlemeler lehim seçiminizi etkileyebilir. Birçok ülkede, zehirliliği nedeniyle kurşun bazlı lehimin kullanımına ilişkin kısıtlamalar vardır. Uyumluluğu sağlamak için yerel düzenlemeler hakkında bilgi edinin.
Lehimin Erime Noktası Neden Önemlidir?
Lehimin erime noktası çok önemlidir çünkü lehimin eriyeceği ve katılaşacağı sıcaklıkları belirler. Bu, lehimleme işlemini çeşitli şekillerde etkiler:
- Proses Uyumluluğu: Hasarı önlemek için lehimin erime noktası, ilgili bileşenlerin ve malzemelerin termal limitleriyle aynı hizada olmalıdır.
- Reflow Lehimleme: Daha yüksek erime noktalı lehimler, karmaşık montajlar için gerekli olan, önceki bağlantıların yeniden akıtılmasına gerek kalmadan birden fazla lehimleme adımına izin verir.
- Termal Hassasiyet: Aşırı ısınmayı ve hasarı önlemek için sıcaklığa duyarlı bileşenlerde düşük erime noktalı lehimlere ihtiyaç vardır.
- Ortak Güvenilirlik: Uygun erime noktaları, operasyonel streslere arıza olmadan dayanabilecek güçlü, dayanıklı lehim bağlantılarını sağlar.
Erime noktasına göre doğru lehimin seçilmesi verimli, emniyetli ve güvenilir lehimleme işlemleri sağlar.
Proje Özellikleri ve Gereksinimler
Her projenin kendine özgü gereksinimleri vardır ve bunları anlamak lehim seçiminizi yönlendirecektir:
- Elektronik Projeleri: Çoğu elektronik için, geleneksel 60/40 kalay-kurşun gibi düşük erime noktalı lehim veya SAC305 (%96.5 kalay, %3 gümüş, %0.5 bakır) gibi kurşunsuz alternatifler yaygındır. Bu lehimlerle çalışmak kolaydır ve hassas bileşenlerde ısıdan kaynaklanan hasar riskini en aza indirir.
- Tesisat: Sıhhi tesisatta sağlık mevzuatı gereği kurşunsuz lehim şarttır. Güvenlik standartlarını karşıladıklarından emin olmak için tesisat için etiketlenmiş lehimleri arayın.
- Takı yapımı: Mücevherat gibi ince ve detaylı işler için, dayanıklılığı ve yüksek erime noktası nedeniyle dayanıklı ve estetik açıdan hoş bağlantılar sağlayan gümüş lehim sıklıkla kullanılır.
Lehimleme İçin Pratik İpuçları
Artık doğru lehimi nasıl seçeceğinizi bildiğinize göre, lehimleme projelerinizde başarıyı garantilemek için işte size birkaç pratik ipucu:
- Temiz Yüzeyler: Lehimlenecek yüzeylerin temiz olduğundan ve oksidasyon veya kirletici maddelerden arınmış olduğundan emin olun. Gerekirse ince zımpara kağıdı veya tel fırça kullanın.
- Flux'u kullanın: Akı, oksidasyonu önlemek ve güçlü bir bağ sağlamak için gereklidir. Çoğu lehim bir lehim çekirdeğiyle birlikte gelir, ancak zorlu malzemeler için ilave lehim gerekebilir.
- Uygun Isıtma: İş için doğru havyayı veya meşaleyi kullanın. Seçtiğiniz lehim için doğru sıcaklığa önceden ısıtıldığından emin olun. Doğrudan lehime değil, bağlantı noktasına ısı uygulayın ve lehimin bağlantı noktasına akmasına izin verin.
Son Düşüncelerimiz
Doğru lehim erime noktasını seçmek, bileşenlerinizin ihtiyaçlarını, çalışma ortamını ve mevzuat gerekliliklerini dengelemeyi gerektirir. Farklı lehim türlerinin özelliklerini ve uygulamalarını anlamak, bilinçli bir karar vermenize yardımcı olacak ve güvenilir ve dayanıklı lehimli bağlantılara yol açacaktır. Mutlu lehimleme!
Bu faktörleri ve ipuçlarını göz önünde bulundurarak projeniz için doğru lehimi seçtiğinizden emin olabilirsiniz, bu da nihai ürününüzün daha iyi performans ve güvenilirliğe sahip olmasını sağlar.
Özel metal bileşenlere mi ihtiyacınız var? BOYI, tek elden çözümler sunar sac imalat hizmetiürettiğimiz her parçanın en yüksek kalitede olmasını sağlıyoruz. Metal işleme konusundaki uzmanlığımız, otomotiv, havacılık, elektronik ve daha fazlası gibi endüstriler için hassas parçalar sağlamamızı sağlar. Bugün bizimle iletişime geçin ve proje ihtiyaçlarınızı görüşelim.
SSS
%50 kalay ve %50 kurşundan oluşan 50/50 lehimin erime noktası yaklaşık 190°C'dir (374°F). Bu tür lehim genellikle çeşitli elektronik ve sıhhi tesisat uygulamalarında kullanılır.
%60 kalay ve %40 kurşundan oluşan 60/40 lehimin erime noktası 183°C (361°F) civarındadır. Bu lehim, güvenilir ve işlenmesi kolay özellikleri nedeniyle elektronikte ve genel lehimlemede yaygın olarak kullanılır.
%63'ü kalay ve %37'si kurşundan oluşan 63/37 lehimin erime noktası yaklaşık 183°C'dir (361°F).
Tesisat lehimi tipik olarak yaklaşık 215°C ila 230°C (419°F ila 446°F) arasında erir. Kurşunsuz seçenekler genellikle 230°C ila 250°C (446°F ve 482°F) arasında erir.
Gümüş lehim veya sert lehim lehimi olarak da bilinen sert lehimin erime noktası tipik olarak 600°C ila 850°C (1112°F ila 1562°F) arasındadır.
En düşük erime noktasına sahip lehim genellikle bizmut bazlı lehim. Bu lehimlerin erime noktaları çok düşük olabilir. 138 ° C (280 ° F). Bizmut bazlı lehimler, hassas elektronik bileşenler veya düşük sıcaklıkta birleştirme gibi ısıya maruz kalmanın en aza indirilmesinin çok önemli olduğu uygulamalarda kullanılır.
Katalog: Malzeme Rehberi
Bu makale BOYI TECHNOLOGY ekibinden mühendisler tarafından yazılmıştır. Fuquan Chen, hızlı prototipleme, metal parçalar ve plastik parça üretimi alanında 20 yıllık deneyime sahip profesyonel bir mühendis ve teknik uzmandır.
