مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
طلا، نقره، پلاتین و سایر فلزات گران بها
بیشتر چسب ها به سهولت به فلزات گران بها می چسبند. چربی زدایی و سایش با سنباده و یا روش های سایش غیر کلریدی، برای آماده سازی سطحی این فلزات گران بها، مناسب است. پوشش های تبدیلی کروماتی و پرایمرها، همچنین برای زیرلایه های نقره ای، استفاده می شود.
این ماده در تماس با رطوبت محیط، و در غیاب مواد شیمیایی دیگر، لایه ی سطحی پیدا می کند که معمولاً از جنس کربنات سرب بازی است. تحت شرایطی همچون رطوبت بالا و یا اسپری آب و دماهای متوسط، لایه های اکسیدی ممکن است بر روی این ماده تشکیل شود. در برخی موارد، واکنش شیمیایی میان چسب ها و اکسید سرب موجود در فیلم سطحی، منجر به شکسته شدن پیوند می شود. لایه ی اکسید سرب سطحی می تواند همچنین موجب تضعیف پیوند شود. بنابراین، پیش از اتصال، باید این لایه ی سطحی به صورت مکانیکی برداشته شود.
بسیاریی از چسب ها می توانند برای اتصال دهی سرب، استفاده شوند. چسب های با استحکام بالا و چسب های آلیاژی به ندرت برای اتصال دهی سرب، استفاده می شوند. علت این مسئله، چکش خواری و استحکام نسبتاً پایین این مواد می باشد. در این کاربرد، چسب های با قیمت پایین، ترجیح داده می شوند.
موقعیت منیزیم در سری الکتروشیمیایی و یا گالوانیک نشاندهنده ی این است که این ماده به صورت بالقوه و شیمیایی با یک تعداد از فلزات دیگر، واکنش می دهد. این مسئله زمانی رخ می دهد که این دو ماده در تماس با هم قرار گیرند. مسیر رسانش می تواند موجب بوسیله ی تماس مستقیم فلز به فلز، وجود یک محلول رسانا و یا سایر روش ها، ایجاد شود. مسئله ی کلیدی در هر بخش مونتاژ شده ای که حاوی این فلز است، طراحی و مونتاژ قطعات به نحوی است که مسیر رسانایی وجود نداشته باشد.
منیزیم با رطوبت واکنش خواهد داد و موجب تشکیل هیدروکسید منیزیم می شود. این ماده موجب محافظت در برابر خوردگی می شود. به هر حال، این پوشش یکنواخت نیست و ممکن است حاوی برخی ناخالصی های کربناتی و یا سولفاتی و ... می باشد. منیزیم در برابر محیط قلیایی کاملا مقاوم است و تحت شرایط کنترل شده، این فاکتور برای پیشرفت در فرایند آماده سازی سطحی، استفاده می شود. ترکیبات آلی عموماً با منیزیم واکنش نمی دهند. انیدرید متیل الکل یک اسثتنا محسوب می شود. این ماده به سهولت با منیزیم واکنش می دهد.
اجزای اندک موجود در آلیاژ منیزیم می تواند نقش قابل توجهی در اتصال دهی چسب، ایجاد کند. آلیاژهای منیزیم به شیوه ای مشابه در عملیات های سطحی محافظتی، عمل نمی کنند. اطلاعات مناسب در مورد ترکیب آلیاژ باید با انتخاب مناسب فرایند آماده سازی، همراه باشد. ساختار دانه ی فلز می تواند همچنین بر روی طبیعت آماده سازی سطحی، مؤثر باشد. تمپر کردن آلیاژ معمولاً در صورت سخت کاری کرنشی با W، آنیل با O و تولید با F نشان داده می شود و راه های متنوعی برای انجام این کار وجود دارد. سطوح مختلف به دلیل تمپر و عملیات حرارتی، می تواند رفتار متفاوتی نسبت به فرایند آماده سازی داشته باشند.
حذف روغن های سبک و همچنین پوشش کروماتی سبک، رسوبات، مواد روان ساز، فلاکس های جوشکاری و ... باید قبل از آماده سازی سطحی، انجام شود. سه روش تمیزکاری می توانند به صورت مجزا برای آماده سازی نهایی مورد استفاده قرار گیرند. این فرایندها، عبارتند از چربی زدایی با حلال، تمیزکاری مکانیکی و عملیات های شیمیایی. این مسئله متداول نیست که روش تمیزکاری اسیدی به عنوان مرحله ی نهایی برای فرایند آماده سازی، مورد استفاده قرار گیرد. فرایند تمیزکای با مواد شوینده ی قلیایی، در استاندارد ASTM D 2651 بیان شده است. فرایند تمیزکاری کرومیک اسید گرم به همراه فرایند تمیزکاری قلیایی، در استاندارد ASTM D 2651 روش B توضیح داده شده است.
عملیات آنودی نوری و عملیات های حفاظت خوردگی روش های خوبی برای آماده سازی سطحی منیزیم می باشد (استاندارد ASTM D 2651 روش D). این عملیات بوسیله ی تولیدکننده های منیزیم توسعه یافت. برخی از فرایندهای تمیزکاری سطحی دی کروماتی و پرایمرهای شستشو که موجب محافظت در برابر خوردگی می شوند، برای اتصال دهی منیزیم، استفاده شده اند (ASTM D 2651 روش E).
ضخامت مربوط به پوشش های سطحی، بر میزان محافظت منیزیم در برابر المان های خوردگی، مؤثر است. پوشش های آندی سنگین با ضخامت 0.001 اینچ، برای ماکزیمم کردن مقاومت به خوردگی، مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال، یک چنین پوشش ها ضخیمی عموماً برای اتصال دهی چسب ها، بهینه نیستند زیرا شکست پیوسته در پوشش رخ می دهد. پوشش های نازک تر و با ضخامت 0.0001 تا 0.0003 اینچ، از عملیات های سطحی آندی بدست می آیند. این پوشش ها برای اتصال چسب مناسب ترند. لایه های نازک همچنین انعطاف پذیری بهتری نسبت به پوشش های معمولی دارند.
یک مشکل قابل توجه در مورد زیرلایه های منیزیم، تشکیل ذرات سطحی سست بر روی سطح فلز است. منبع دوده نیز می تواند متغیر باشد اما معمولاً این منابع مربوط به فرایند تمیزکاری و یا مربوط به محیط تمیزکاری می باشد. یک چنین ذرات سطحی خاکستری یا سیاه رنگ، در برخی موارد موجب افت و نامنظم بودن چسبندگی چسب می شود. ذرات سطحی سست می تواند با استفاده از پد حاوی حلال، از بین روند.
محیط های مرطوب و یا محیط اسپری نمک، موجب کاهش قابل توجه در استحکام در اتصال های منیزیمی می شود. تقریباً هر چسبی که محافظ مناسبی در برابر خوردگی ایجاد کند، می تواند برای منیزیم مورد استفاده قرار گیرد. چسب های اپوکسی عموماً برای اتصال دهی، استفاده می شوند. از نقطه نظر خوردگی بالقوه، چسب های بر پایه ی که اجازه ی نفوذ آب را می دهند، ممکن است مشکلاتی را برای زیرلایه های منیزیمی، ایجاد کند.
اپوکسی ها به طور متداول برای اتصال دهی زیرلایه های نیکلی، استفاده می شوند. به هر حال، آلیاژهای نیکل عموماً کاربردهایی را در دماهای بالاتر از اکثر چسب های آلی، پیدا کرده است. بنابراین، توسعه های اندکی در زمینه ی اتصال دهی زیرلایه های نیکلی، انجام شده است.
قطعات آب کاری شده (روی، کروم و گالوانیزه)
یکی از مشکلات اصلی مربوط به اتصال قطعات آب کاری، شرایط سطحی متفاوت است که بوسیله ی ادوات آب کاری مختلف، روش فرایندی و غلظت های محلولی مخلتف، ایجاد شده است. این مواد متغیر موجب می شود تا شرایط سطحی بسیار متفاوتی ایجاد شود.
قطعات آب کاری شده ی نیکلی نباید به میزان قابل توجهی ماسه پاشی و یا اچ شود. سطوح زبر که برای بدست آوردن اتصال های خوب، ضروری نیست زیرا اتصال استثنایی می تواند بر روی نرم ترین سطوح ایجاد شود مادامی که آنها به صورت مناسب تمیزکاری شوند. روش های تمیزکاری متداول، عبارتند از تمیزکاری با حلال، چربی گیری بخار و یا تمیزکاری با صابون. یک اقدام پیشنهاد شده برای آماده سازی سطحی قطعات آبکاری شده، شستشو با تمیزکننده های غیر کلری، شستشو با آب مقطر و خشک کردن در دماهای بالا و تحت دمای 120 فارنهایت می باشد. زیرلایه ها سپس با استفاده از پرایمر اماده سازی شده و سپس در زمانی کوتاه، اتصال بر روی آنها انجام می شود.
آلیاژهای آب کاری شده با کروم و همچنین کروم، می تواند به خوبی در محلول 50 % هیدروکلریک اسید غلیظ اچ شود. این فرایند به مدت 2 تا 5 دقیقه و در دمای 190 فارنهایت انجام می شود. قطعات فلزی روی و گالوانیزه می تواند به صورت مشابه به مدت 2 تا 4 دقیقه در دمای اتاق غوطه ور شود. این عمل در محلول با غلظت 15 % انجام می شود. در هر دو مورد، قطعات پس از آماده سازی باید با پرایمر و یا چسبانیده شوند.
فلز دیگری که در اینجا بررسی می شود، فولاد گالوانیزه است. اتصال دهی با چسب روشی ترجیحی برای اتصال دهی این مواد است زیرا جوشکاری آن سخت است. فولاد گالوانیزه به صورت نرمال از فولاد پوشش داده شده با روی تشکیل شده است اما در حقیقت، این ماده، پیچیده تر از چیزی است که به فکر ما می رسد. آلومینیوم، سرب، قلع و منیزیم همچنین وجود دارند که اتصال دهی آنها، سخت است. متداول ترین روش آماده سازی فولاد گالوانیزه برای اتصال دهی، شستشو با مواد تمیزکننده می باشد. این روش، موجب شستشو و از بین رفتن کامل اکسید آلومینیوم، و اکسید منیزیم می شود به نحوی که تنها اکسید روی به صورت منطقه ای بر روی سطح، وجود دارد.
منبع تحقیق :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
بیشتر چسب ها به سهولت به فلزات گران بها می چسبند. چربی زدایی و سایش با سنباده و یا روش های سایش غیر کلریدی، برای آماده سازی سطحی این فلزات گران بها، مناسب است. پوشش های تبدیلی کروماتی و پرایمرها، همچنین برای زیرلایه های نقره ای، استفاده می شود.
سرب
سرب یک زیرلایه ی متداول است که به صورت لایه های صفحه ای، به هم متصل می شوند. علاوه بر این، این ماده به صورت نواری، فویلی و یا اشکال دیگر نیز وجود دارد. سرب سخت عموماً حاوی 4 تا 8 % آنتیموآن است و بدین صورت خواص مکانیکی بهتری نسبت به گریدهای دیگر سرب دارد. استیک اسید، نیتریک اسید و سولفوریک اسید، اکثر مواد قلیایی و محلول های شستشوی کلردار، موجب خرده شدن سرب می شوند. تهییج بالا مخصوصا در جامدهای سوسپانسیونی منجر به خوردگی و تخریب لایه ی محافظ سرب می شود.این ماده در تماس با رطوبت محیط، و در غیاب مواد شیمیایی دیگر، لایه ی سطحی پیدا می کند که معمولاً از جنس کربنات سرب بازی است. تحت شرایطی همچون رطوبت بالا و یا اسپری آب و دماهای متوسط، لایه های اکسیدی ممکن است بر روی این ماده تشکیل شود. در برخی موارد، واکنش شیمیایی میان چسب ها و اکسید سرب موجود در فیلم سطحی، منجر به شکسته شدن پیوند می شود. لایه ی اکسید سرب سطحی می تواند همچنین موجب تضعیف پیوند شود. بنابراین، پیش از اتصال، باید این لایه ی سطحی به صورت مکانیکی برداشته شود.
بسیاریی از چسب ها می توانند برای اتصال دهی سرب، استفاده شوند. چسب های با استحکام بالا و چسب های آلیاژی به ندرت برای اتصال دهی سرب، استفاده می شوند. علت این مسئله، چکش خواری و استحکام نسبتاً پایین این مواد می باشد. در این کاربرد، چسب های با قیمت پایین، ترجیح داده می شوند.
منیزیم و آلیاژهای آن
آماده سازی سطحی و روش های اتصال دهی مورد استفاده برای منیزیم و آلیاژهای آن، در حقیقت در ارتباط با جلوگیری از خوردگی در این مواد می باشد. زیرا منیزیم یکی از فعال ترین فلزات مورد استفاده در این کاربردهاست. فرایندهای متعددی برای رنگ آمیزی و اتصال دهی منیزیم، پیشنهاد شده است. انتخاب فرایند اتصال دهی، بوسیله ی معیارهایی مانند استحکام پیوند بالا، مقاومت به خوردگی بالا و ... تعیین می شود.موقعیت منیزیم در سری الکتروشیمیایی و یا گالوانیک نشاندهنده ی این است که این ماده به صورت بالقوه و شیمیایی با یک تعداد از فلزات دیگر، واکنش می دهد. این مسئله زمانی رخ می دهد که این دو ماده در تماس با هم قرار گیرند. مسیر رسانش می تواند موجب بوسیله ی تماس مستقیم فلز به فلز، وجود یک محلول رسانا و یا سایر روش ها، ایجاد شود. مسئله ی کلیدی در هر بخش مونتاژ شده ای که حاوی این فلز است، طراحی و مونتاژ قطعات به نحوی است که مسیر رسانایی وجود نداشته باشد.
منیزیم با رطوبت واکنش خواهد داد و موجب تشکیل هیدروکسید منیزیم می شود. این ماده موجب محافظت در برابر خوردگی می شود. به هر حال، این پوشش یکنواخت نیست و ممکن است حاوی برخی ناخالصی های کربناتی و یا سولفاتی و ... می باشد. منیزیم در برابر محیط قلیایی کاملا مقاوم است و تحت شرایط کنترل شده، این فاکتور برای پیشرفت در فرایند آماده سازی سطحی، استفاده می شود. ترکیبات آلی عموماً با منیزیم واکنش نمی دهند. انیدرید متیل الکل یک اسثتنا محسوب می شود. این ماده به سهولت با منیزیم واکنش می دهد.
اجزای اندک موجود در آلیاژ منیزیم می تواند نقش قابل توجهی در اتصال دهی چسب، ایجاد کند. آلیاژهای منیزیم به شیوه ای مشابه در عملیات های سطحی محافظتی، عمل نمی کنند. اطلاعات مناسب در مورد ترکیب آلیاژ باید با انتخاب مناسب فرایند آماده سازی، همراه باشد. ساختار دانه ی فلز می تواند همچنین بر روی طبیعت آماده سازی سطحی، مؤثر باشد. تمپر کردن آلیاژ معمولاً در صورت سخت کاری کرنشی با W، آنیل با O و تولید با F نشان داده می شود و راه های متنوعی برای انجام این کار وجود دارد. سطوح مختلف به دلیل تمپر و عملیات حرارتی، می تواند رفتار متفاوتی نسبت به فرایند آماده سازی داشته باشند.
حذف روغن های سبک و همچنین پوشش کروماتی سبک، رسوبات، مواد روان ساز، فلاکس های جوشکاری و ... باید قبل از آماده سازی سطحی، انجام شود. سه روش تمیزکاری می توانند به صورت مجزا برای آماده سازی نهایی مورد استفاده قرار گیرند. این فرایندها، عبارتند از چربی زدایی با حلال، تمیزکاری مکانیکی و عملیات های شیمیایی. این مسئله متداول نیست که روش تمیزکاری اسیدی به عنوان مرحله ی نهایی برای فرایند آماده سازی، مورد استفاده قرار گیرد. فرایند تمیزکای با مواد شوینده ی قلیایی، در استاندارد ASTM D 2651 بیان شده است. فرایند تمیزکاری کرومیک اسید گرم به همراه فرایند تمیزکاری قلیایی، در استاندارد ASTM D 2651 روش B توضیح داده شده است.
عملیات آنودی نوری و عملیات های حفاظت خوردگی روش های خوبی برای آماده سازی سطحی منیزیم می باشد (استاندارد ASTM D 2651 روش D). این عملیات بوسیله ی تولیدکننده های منیزیم توسعه یافت. برخی از فرایندهای تمیزکاری سطحی دی کروماتی و پرایمرهای شستشو که موجب محافظت در برابر خوردگی می شوند، برای اتصال دهی منیزیم، استفاده شده اند (ASTM D 2651 روش E).
ضخامت مربوط به پوشش های سطحی، بر میزان محافظت منیزیم در برابر المان های خوردگی، مؤثر است. پوشش های آندی سنگین با ضخامت 0.001 اینچ، برای ماکزیمم کردن مقاومت به خوردگی، مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال، یک چنین پوشش ها ضخیمی عموماً برای اتصال دهی چسب ها، بهینه نیستند زیرا شکست پیوسته در پوشش رخ می دهد. پوشش های نازک تر و با ضخامت 0.0001 تا 0.0003 اینچ، از عملیات های سطحی آندی بدست می آیند. این پوشش ها برای اتصال چسب مناسب ترند. لایه های نازک همچنین انعطاف پذیری بهتری نسبت به پوشش های معمولی دارند.
یک مشکل قابل توجه در مورد زیرلایه های منیزیم، تشکیل ذرات سطحی سست بر روی سطح فلز است. منبع دوده نیز می تواند متغیر باشد اما معمولاً این منابع مربوط به فرایند تمیزکاری و یا مربوط به محیط تمیزکاری می باشد. یک چنین ذرات سطحی خاکستری یا سیاه رنگ، در برخی موارد موجب افت و نامنظم بودن چسبندگی چسب می شود. ذرات سطحی سست می تواند با استفاده از پد حاوی حلال، از بین روند.
محیط های مرطوب و یا محیط اسپری نمک، موجب کاهش قابل توجه در استحکام در اتصال های منیزیمی می شود. تقریباً هر چسبی که محافظ مناسبی در برابر خوردگی ایجاد کند، می تواند برای منیزیم مورد استفاده قرار گیرد. چسب های اپوکسی عموماً برای اتصال دهی، استفاده می شوند. از نقطه نظر خوردگی بالقوه، چسب های بر پایه ی که اجازه ی نفوذ آب را می دهند، ممکن است مشکلاتی را برای زیرلایه های منیزیمی، ایجاد کند.
نیکل و آلیاژهای نیکل
نیکل و آلیاژهای متداول آن مانند مونل (نیکل- مس)، اینکونل (نیکل- آهن- کروم) و دورانیکل (نیکل اولیه) می توانند با استفاده از رویه ای اتصال داده شوند که در مورد فولادهای زنگ نزن، توضیح داده شد. یک فرایند نیتریک اسیدی ساده نیز استفاده می شود که شامل تمیزکاری با حلال، غوطه وریی در اسید نیتریک غلیظ در دمای اتاق و به مدت 4 تا 6 ثانیه، شستشو با آب دی یونیزه ی سرد و در نهایت، خشک کردن می باشد. همچنین یک فرایند کروم تری اکسید – هیدروکلریک اسید، نیز وجود دارد که شامل غوطه وری در محلول اسیدی به مدت 60 تا 80 ثانیه می باشد. اگر غوطه وری ممکن نباشد، این محلول ممکن است با استفاده از پارچه ای خاص و بعد از تمیزکاری، اعمال شود. این محلول تقریباً یک فوت مربع از سطح زیرلایه را در یک زمان در بر می گیرد و به مدت یک دقیقه بر روی آن باقی می ماند.اپوکسی ها به طور متداول برای اتصال دهی زیرلایه های نیکلی، استفاده می شوند. به هر حال، آلیاژهای نیکل عموماً کاربردهایی را در دماهای بالاتر از اکثر چسب های آلی، پیدا کرده است. بنابراین، توسعه های اندکی در زمینه ی اتصال دهی زیرلایه های نیکلی، انجام شده است.
قطعات آب کاری شده (روی، کروم و گالوانیزه)
یکی از مشکلات اصلی مربوط به اتصال قطعات آب کاری، شرایط سطحی متفاوت است که بوسیله ی ادوات آب کاری مختلف، روش فرایندی و غلظت های محلولی مخلتف، ایجاد شده است. این مواد متغیر موجب می شود تا شرایط سطحی بسیار متفاوتی ایجاد شود.
قطعات آب کاری شده ی نیکلی نباید به میزان قابل توجهی ماسه پاشی و یا اچ شود. سطوح زبر که برای بدست آوردن اتصال های خوب، ضروری نیست زیرا اتصال استثنایی می تواند بر روی نرم ترین سطوح ایجاد شود مادامی که آنها به صورت مناسب تمیزکاری شوند. روش های تمیزکاری متداول، عبارتند از تمیزکاری با حلال، چربی گیری بخار و یا تمیزکاری با صابون. یک اقدام پیشنهاد شده برای آماده سازی سطحی قطعات آبکاری شده، شستشو با تمیزکننده های غیر کلری، شستشو با آب مقطر و خشک کردن در دماهای بالا و تحت دمای 120 فارنهایت می باشد. زیرلایه ها سپس با استفاده از پرایمر اماده سازی شده و سپس در زمانی کوتاه، اتصال بر روی آنها انجام می شود.
آلیاژهای آب کاری شده با کروم و همچنین کروم، می تواند به خوبی در محلول 50 % هیدروکلریک اسید غلیظ اچ شود. این فرایند به مدت 2 تا 5 دقیقه و در دمای 190 فارنهایت انجام می شود. قطعات فلزی روی و گالوانیزه می تواند به صورت مشابه به مدت 2 تا 4 دقیقه در دمای اتاق غوطه ور شود. این عمل در محلول با غلظت 15 % انجام می شود. در هر دو مورد، قطعات پس از آماده سازی باید با پرایمر و یا چسبانیده شوند.
فلز دیگری که در اینجا بررسی می شود، فولاد گالوانیزه است. اتصال دهی با چسب روشی ترجیحی برای اتصال دهی این مواد است زیرا جوشکاری آن سخت است. فولاد گالوانیزه به صورت نرمال از فولاد پوشش داده شده با روی تشکیل شده است اما در حقیقت، این ماده، پیچیده تر از چیزی است که به فکر ما می رسد. آلومینیوم، سرب، قلع و منیزیم همچنین وجود دارند که اتصال دهی آنها، سخت است. متداول ترین روش آماده سازی فولاد گالوانیزه برای اتصال دهی، شستشو با مواد تمیزکننده می باشد. این روش، موجب شستشو و از بین رفتن کامل اکسید آلومینیوم، و اکسید منیزیم می شود به نحوی که تنها اکسید روی به صورت منطقه ای بر روی سطح، وجود دارد.
منبع تحقیق :
Handbook of adhesives and sealants/ Edxard M. Petrie
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
