Brazing Aluminium and Copper
Flame brazing aluminium to copper is common in the refrigeration industry where copper tubes are brazed to aluminium roll-bond panels or tubes. Brazing copper to aluminium is very similar to brazing aluminium to aluminium, but some precautions are necessary.There is a eutectic between copper and aluminium at 548°C. When the flux melts and the oxides are removed, there is rapid and unavoidable inter-diffusion of aluminium and copper. This means that at brazing temperature, the aluminium and copper materials are rapidly consumed to form the eutectic metal. Management of time and temperature is critical to minimize the inter-diffusion and metal consumption. There is an advantage however. Since filler metal is created in-situ, there is no need to supply filler metal to the joint. The only requirement is that the design of the joint allows metal consumption without sacrificing joint integrity.
In flame brazing the inter-diffusion of copper and aluminium can be halted rapidly by simply removing the heat source – in this case simply removing the flame is sufficient to allow the joint to cool quickly. This is next to impossible in furnace brazing. There are no conventional furnace designs which will cool quickly enough to halt the continual formation of the aluminium-copper eutectic. For this reason, brazing copper to aluminium in a furnace is not practiced.
PENGENALAN KEPADA MELOYANG
Meloyang merupakan satu proses penyambungan logam. Logam yang akan diloyang itu, dipanaskan kepada suhu melebihi 427 ºc. Dalam prose ini rod penambah loyang mestilah mempunyai suhu lebur yang lebih rendah dari logam yang diloyang, supaya tiada perubahan berlaku pada sifat – sifat asas logam semasa logam itu dipanaskan. Proses meloyang bertujuan untuk membuat penyambunganyang lebih kuat berbanding dengan proses memateri, umpamanya digunakan untuk membaiki atau menyambung logam seperti keluli, besi tuang,besi tuang dengan loyang dan juga tungsten karbida dan keluli.
Alat – alat dan bahan meloyang
Rod penambah loyang.
Rod penambah loyang yang digunakan dalam proses ini disebut spelter. Spelter mengandungi 60 % - 65 % tembaga dan 35 % - 40 % zink. Bahan ini boleh didapati dalam dua bentuk iaitu rod penambah dan bebutir.
Bahan lakur.
Sebelum proses meloyang dimulakan, permukaan logam yang akan diloyang kan mestilah bersih daripada cat, karat, minyak gris dan sebagainya. Oksida akan terbentukdengan cepat pada permukaan logam yang telah dibersihkan itu. Oleh itu bahan lakur mestilah segera disapukan pada rod penambah dan logam yang disambungkan akan menjadikan penyambungan itu akan lebih kuat dan kukuh. Boraks ialah bahan lakur yang ulung digunakan dalam proses meloyang. Boraks boleh diperolehi dalam bentuk serbuk, adunan dan cecair. Semasa proses meloyang, rod penambah yang telah dipanaskan dicelupkan kedalam bahan lakur.
Alatan kimpalan gas
Alatan kimpalan gas terdiri daripada silinder oksigen, silinder asetilin, alatur, hos getah dan penyumpit gas (welding tourch). Dalam proses meloyang, penyambungan dilakukan dengan cara memanaskan logam dan rod penambah dengan alatan kimpalan gas. Perlu diingatkan, bahawa suhu daripada alatan kimpalan gas mestilah cukup untuk melebur rod penambah sahaja. Untuk tujuan ini, nyalaan yang paling sesuai ialah nyalaan pertengahan.
Welding tourch
Ia merupakan alat yang berfungsi untuk mengawal dan mengalirkan kedua – dua gas bagi dicampurkan mengikut kadar muatan tertentu. Alat ini juga memegang nozzel yang boleh ditukar ganti mengikut jenis kerja dan ketebalan logam. Ia diperbuat daripada tembaga.
Terdapat 4 jenis tourch yang biasa digunakan iaitu :
a) Miniature tourch
Merupakan bentuk dan saiz yang terkecil sekali dengan kadar aliran gas kurang dari 0.6 m3/h. Digunakan untuk menyambungakan logam dengan ketebalan antara 0.25mm – 3.2mm. Ia banyak digunakan oleh pembuat model, pembuat patung, tukang emas dan alat – alat muzik.
b) Light duty tourch
Dibentuk dalam saiz sederhana dengan kadar aliran gas 0.6 – 1.1 m3/h. Ia banyak digunakan untuk kerja – kerja ringan seperti mengimpal, meloyang dan kimpal gangsa dengan ketebalan logam sehingga 9.6mm. Banyak digunakan oleh tukang – tukang paip dan kerja – kerja pendingin udara.
c) Medium duty tourch
Merupakan saiz biasa dan digunakan secara meluas didalam kerja – kerja kimpalan gas. Kadar aliran gasnya ialah 2.26 – 2.83 m3/h. Amat sesuai untuk ketebalan logam antara 0.8 – 16mm.
d) Heavy duty tourch
Paling sesuai untuk mengimpal logam tebal antara 1 – 25mm atau hingga 50mm. Ia juga paling sesuai untuk kerja – kerja memanas dan membengkok. Kadar pengaliran gasnya ialah antara 5.1 – 5.7 m3/h.
Jenis – jenis api kimpalan
Api kimpalan adalah hasil pembakaran dari gas pembakar (fuel gas) yang dibantu oleh oksigen. Dengan bantuan oksigen, karbon dalam gas pembakar akan terbakar sepenuhnya serta menghasilkan suhu yang maksima. Api kimpalan menyala dihujung nozzel.
.jpg)
Oxy – Acetylene Welding flame
Api kimpalan perlu dilaraskan dengan tepat supaya dapat menghasilkan kerja kimpalan yang baik.
Ada tiga jenis jenis api yang digunakan dalam kerja kimpalan gas iaitu :
i. Caborizing flame (Api pertengahan)
ii. Neutral flame (Api pertengahan)
iii. Oxidizing flame (Api pengoksidaan)
- Carborizing Flame
Sifat :
i. Kandungan gas asetilin melebihi gas oksigen.
ii. Mempunyai dua cone iaitu innercone dan outercone.
iii. Mengeluarkan bunyi yang lembut.
Kegunaannya :
i. Mengeraslan permukaan
ii. Digunakan dalam proses brazing
iii. Digunakan untuk mengimpal aluminium
- Neutral Flame
Sifat :
i. Kandungana gas asetilin sama dengan gas oksigen.
ii. Mempunyai satu cone yang bulat sedikit dihujungnya.
iii. Mengeluarkan bunyi yang lembut.
Kegunaannya :
i. Untuk mengimpal lebur keluli lembut.
ii. Untuk memotong keluli lembut.
iii. Untuk kegunaan ‘Am’.
3. Oxidizing Flame
Sifat :
i. Kandungan gas asetilin kurang dari gas oksigen.
ii. Mempunyai cone yang tajam.
iii. Mengeluarkan desiran yang sedikit kuat.
Kegunaannya :
i. Digunakan untuk brazing weld
ii. Boleh digunakan untuk memotong kepingan keluli yang nipis.
Teknik Meloyang
Sebelum membuat kimpalan yang sebenar, kita perlu melatih diri untuk mengawal welding tourch. Hal ini bpleh dilakukan keatas kepingan mild steel 1.5mm. Dengan menggunakan neutral frame dan berpandukan pada garis yang dibuat, bakar garisan tersebut sehingga menghasilkan molten pool dan gerakan nozzel kehadapan dengan meninggalkan satu lurah keatas bendakerja. Untuk menghasilkan kerja yang baik, kerja boleh mengikut panduan seperti berikut :
i. Nozzel bersudut 60º daripada garisan panduan @ 90º dari sisi.
ii. Jarak hujung cone ke molten pool diantara 1.5 – 3 mm.
iii. Seragamkan pergerakan nozzel.
Terdapat 2 arah teknik yang biasa dilakukan dalam kimpalan gas iaitu teknik hala kekiri dan teknik hala kekanan, tetapi dalam kertas penerangan ini hanya akan dibincangkan satu teknik sahaja iaitu :
- Teknik hala kekiri
