Apa kekhawatiran terbesar pelanggan terkait penyolderan keramik di kapal? Bagaimana cara mengatasinya?
Brazing keramik sendiri merupakan proses yang relatif teknis. Keramik sendiri sulit menyatu dengan logam. Terdapat proses yang relatif matang seperti penyambungan mekanis, perekat, pengelasan/brazing, dan penyegelan kaca-logam, termasuk pengelasan gelombang mikro dan ultrasonik. Brazing dengan pengelasan dan pengelasan gesek, dll., saat ini merupakan teknologi proses yang relatif matang. Umumnya digunakan pada konektor keramik-logam untuk keramik teknik. Kami menggunakan teknologi brazing yang inovatif dan menerima sampel yang disesuaikan!
Mematri keramik merupakan teknik yang berharga untuk menyambung keramik dan logam, tetapi teknik ini memiliki tantangan tersendiri. Mari kita bahas dua kekhawatiran utama pelanggan dan cara mengatasinya, beserta langkah-langkah penting lainnya:
1. Kebasahan dan kekuatan sambungan
Tantangan: Tidak seperti logam, keramik tidak dapat membentuk ikatan alami yang kuat dengan logam karena sifat permukaannya yang berbeda. Hal ini dapat menyebabkan sambungan brazing yang rapuh dan kemungkinan kegagalan akibat tekanan.
Solusi 1: Pematrian Logam Aktif (AMB)
Brazing logam reaktif menggunakan paduan brazing yang mengandung logam yang sangat reaktif. Logam aktif ini membantu material brazing menyebar dan menempel (basah) pada permukaan keramik, menciptakan ikatan yang lebih kuat.
Solusi 2: Metalisasi
Metalisasi melibatkan pengaplikasian lapisan tipis logam pada permukaan keramik sebelum proses penyolderan. Lapisan ini meningkatkan sifat pembasahan keramik, sehingga memungkinkan material penyolderan membentuk ikatan yang lebih kuat.
Diagram proses metalisasi yang menunjukkan keramik dilapisi dengan lapisan tipis logam
Solusi 3: Pemilihan Material Brazing
Memilih paduan penyolderan yang tepat sangatlah penting. Paduan dengan sifat pembasahan yang baik untuk keramik spesifik yang digunakan akan menghasilkan sambungan yang lebih kuat.
2. Ekspansi termal dan tegangan sisa
Tantangan: Keramik dan logam seringkali memiliki koefisien muai termal (CTE) yang berbeda. Artinya, keduanya memuai pada laju yang berbeda saat dipanaskan (selama proses penyolderan) dan menyusut pada laju yang berbeda saat didinginkan. Ketidaksesuaian ini dapat menekan sambungan dan menyebabkan retak.
Sambungan logam keramik yang dibrazing dengan retak tegangan
Sambungan keramik-logam yang dibrazing dengan retakan tegangan
Opsi 1: Desain Bersama
Mengoptimalkan desain sambungan dapat meminimalkan titik konsentrasi tegangan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan sambungan meruncing yang mendistribusikan tegangan secara lebih merata atau menggabungkan elemen fleksibel untuk menyerap sebagian ketidaksesuaian ekspansi/kontraksi.
Solusi 2: Pemilihan Material Brazing
Memilih paduan brazing dengan CTE yang mendekati CTE rata-rata keramik dan logam yang disambung dapat membantu mengurangi penumpukan tegangan.
Solusi 3: Kontrol proses penyolderan
Kontrol suhu dan laju pendinginan yang presisi selama proses penyolderan sangat penting untuk meminimalkan tegangan sisa. Teknik seperti penyolderan vakum, yang dapat menghilangkan oksida yang menghambat proses penyolderan, juga dapat membantu.
Langkah-langkah penting lainnya
Kebersihan permukaan: Permukaan penyolderan harus benar-benar bersih dan bebas dari debu, minyak, dan kontaminan. Penyolderan harus dilakukan di lingkungan bebas debu. Pembersihan dan purifikasi khusus menggunakan gas nitrogen inert membantu memastikan permukaan yang bersih untuk hasil penyolderan yang optimal.
Deteksi cacat: Setelah penyolderan, sambungan harus diperiksa untuk mengetahui adanya cacat menggunakan teknik seperti peralatan deteksi cacat sinar-X. Ini membantu mengidentifikasi retakan, celah, atau cacat lain yang dapat membahayakan integritas sambungan.
Uji kebocoran: Sambungan yang dibrazing harus diuji kebocorannya untuk memastikan kedap udara. Proses ini biasanya terdiri dari dua langkah:
Uji vakum tekanan negatif: Gunakan pompa vakum untuk mengevakuasi sambungan ke tekanan minimum 5000 Pa (0,5 atm).
Uji Kekencangan Tekanan Positif: Gunakan gas inert untuk menekan sambungan hingga minimal 4,2 MPa (42 atm). Jika sambungan dapat menahan tekanan ini tanpa bocor, sambungan tersebut dianggap memenuhi syarat.
Dengan mengambil langkah-langkah gabungan ini, perusahaan dapat menciptakan sambungan keramik-ke-logam yang kuat, andal, dan bebas bocor yang memenuhi kebutuhan pelanggan.
Brazing keramik merupakan teknologi proses canggih untuk menyambung material keramik. kedirgantaraan:
Kami telah menyiapkan ruang bersih untuk tujuan ini guna meningkatkan kekuatan ikatan dan sambungannya; terutama pada penggunaan yang sering membutuhkan kekuatan tinggi dan ketahanan suhu tinggi. Teknologi ini umum digunakan di berbagai bidang, termasuk:
Antariksa:
Dalam industri kedirgantaraan, bahan keramik digunakan untuk membuat komponen mesin dan komponen lain yang terkena suhu tinggi karena penyolderan keramik memungkinkan komponen ini menahan suhu dan tekanan ekstrem.
Industri otomotif:
Dalam industri otomotif, material keramik canggih digunakan untuk membuat penukar panas, sensor, dan komponen penting lainnya. Dengan menggunakan teknologi penyolderan keramik, komponen-komponen ini mencapai efisiensi dan daya tahan tinggi.
Produk elektronik:
Dalam manufaktur elektronik, keramik digunakan sebagai isolator dan substrat. Brazing keramik dapat membuat komponen elektronik berkinerja tinggi menjadi stabil, andal, dan aman dalam suhu tinggi dan lingkungan keras lainnya.
Peralatan medis:
Material keramik umumnya digunakan dalam perangkat medis seperti tulang buatan dan implan gigi karena biokompatibilitasnya. Brazing keramik memastikan integritas struktural dan daya tahan jangka panjang perangkat ini.
Industri energi:
Dalam industri nuklir dan energi lainnya, material keramik digunakan untuk menciptakan komponen yang tahan suhu tinggi dan korosi. Teknologi penyolderan keramik menjamin keandalan dan keamanan komponen-komponen penting ini.
Teknologi optik dan laser:
Dalam teknologi optik dan laser, komponen keramik presisi perlu disambungkan ke logam atau bahan lain melalui penyolderan keramik untuk memastikan transmisi dan pantulan cahaya yang presisi.
Penerapan teknologi penyolderan keramik di bidang-bidang ini terutama karena kemampuannya menghasilkan sambungan berkekuatan tinggi dan tahan suhu tinggi dengan tetap menjaga stabilitas kimia dan sifat fisik material. Hal ini menjadikannya teknologi yang sangat diperlukan dalam produk berteknologi tinggi dan sistem kompleks yang beroperasi di lingkungan ekstrem.
Terdapat beberapa spesifikasi standar untuk penyolderan keramik, masing-masing dengan fokus dan persyaratannya sendiri. Berikut beberapa standar yang paling umum digunakan:
1. ASTM B828 - Spesifikasi Standar untuk Flensa Paduan Tembaga-Nikel-Silikon Brazing untuk Bejana Tekan dan Perpipaan
Standar ini mencakup persyaratan untuk flensa paduan tembaga-nikel-silikon yang dibrazing untuk bejana tekan dan perpipaan. Standar ini menetapkan material, dimensi, penandaan, prosedur pengujian, dan inspeksi untuk flensa-flensa ini.
2. AWS C3.1 - Spesifikasi Standar untuk Sambungan Brazing untuk Aplikasi Tekanan
Standar ini menyediakan persyaratan umum untuk sambungan brazing yang digunakan dalam aplikasi bertekanan. Standar ini mencakup pemilihan logam pengisi brazing, desain sambungan, persiapan permukaan, prosedur brazing, dan pengujian non-destruktif.
3. ISO 11849 - Brazing - Flensa tembaga-nikel atau paduan nikel-tembaga untuk bejana tekan dan perpipaan
Standar internasional ini serupa dengan ASTM B828 dan mencakup persyaratan untuk flensa tembaga-nikel atau paduan nikel-tembaga yang dibrazing untuk bejana tekan dan perpipaan.
4. Kode Boiler dan Bejana Tekan ASME (BPVC) Bagian IX - Kualifikasi Pengelasan dan Pematrian
Kode ini menetapkan persyaratan untuk kualifikasi personel dan prosedur pengelasan dan penyolderan. Kode ini banyak digunakan dalam industri pembangkit listrik dan petrokimia.
5. MIL-STD-2481 - Ikatan dan Penyambungan Logam dan Nonlogam
Standar militer ini memberikan panduan umum untuk pengikatan dan penyambungan logam dan nonlogam, termasuk penyolderan keramik. Standar ini mencakup topik-topik seperti persiapan permukaan, pemilihan logam pengisi penyolderan, prosedur penyolderan, dan pengujian non-destruktif.
Selain standar umum ini, terdapat pula banyak standar khusus industri untuk penyolderan keramik. Misalnya, industri kedirgantaraan memiliki seperangkat standar tersendiri untuk penyolderan keramik pada komponen pesawat.
Standar spesifik yang berlaku untuk aplikasi tertentu akan bergantung pada material yang disambung, aplikasi yang dituju, serta kode dan peraturan yang berlaku. Penting untuk berkonsultasi dengan otoritas terkait untuk menentukan standar mana yang berlaku untuk kasus spesifik Anda.
Berikut adalah beberapa sumber daya tambahan yang mungkin berguna bagi Anda:
Masyarakat Amerika untuk Pengujian dan Material (ASTM): https://www.astm.org/
Masyarakat Pengelasan Amerika (AWS): https://www.aws.org/
Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO): https://www.iso.org/home.html
Masyarakat Insinyur Mekanik Amerika (ASME): https://www.asme.org/
Departemen Pertahanan AS (DoD): https://discover.dtic.mil/
