شیمی لحیم کاری

لحیم کاری
در لحیم کاری دو قسمت فلزی را به وسیله یک آلیاژ قلع که زود ذوب می شود به هم متصل می نمایند . آلیاژ قلع در اینجا همان عمل را انجام می دهد که سریشم و یا چسب نشاسته در چسبانیدن کاغذ و چوب و غیره انجام می دهند. نخست به شرح ترکیب شیمیایی آن آلیاژ قلع که در لحیم کاری به کار می رود می پردازیم.

آزمایش:

اندکی از آلیاژ قلع مورد نظر را می تراشیم و در یک لوله آزمایش می ریزیم و اندکی اسید نیتریک بر آن می افزاییم و حرارت می دهیم. پس از مدتی یک کدری شیر مانندی ظاهر می شود و در ته ظرف جسم سفید مایل به خاکستری جمع می شود که علامت وجود قلع می باشد.
مخلوط را صاف می کنیم و آنچه از صافی گذشته است را با سود خنثی می نماییم و آن گاه به آن محلول کرومات پتاسیم می افزاییم یک رسوب زرد قشنگی حاصل می شود که علامت وجود سرب در آلیاژ می باشد.
آلیاژ معمولی لحیم یک آلیاژی از قلع و سرب است. مقدار جزئی از این آلیاژ را می توان به وسیله یک کبریت مشتعل هم ذوب کرد.
سرب خالص در 327 درجه و قلع خالص در 230 درجه ذوب می گردد. نقطه ذوب آلیاژ قلع و سرب از این هم پایین تر است.
به طوری که در اینجا ملاحظه می کنیم معمولا آلیاژ ها یک نقطه ذوب پایین تری تا فلزات تشکیل دهنده دارند . برای این که به رموز لحیم کردن پی ببریم آزمایش های زیر را انجام می دهیم.

آزمایش:

از یک قوطی کنسرو دو صفحه فلزی به عرض تقریبا 10 سانتی متر مکعب می بریم. یکی از آن ها را روی یک صفحه ای که افقی قرار دارد قرار می دهیم و یک تکه قلع لحیم روی آن می گذاریم و از زیر آن را گرم می کنیم و آن گاه صفحه دیگری فلزی را روی آن صفحه ای که قلع ذوب شده روی آن قرار دارد گذاشته و با یک فلز روی صفحه فشار می آوریم ودر ضمن حرارت دادن را هم متوقف می کنیم پس از سرد شدن می بینیم که دو صفحه فلزی به یکدیگر چسبیده (لحیم شده) اند. البته همیشه چسبانیدن دو فلز به یک دیگر اینطور ساده انجام نمی شود.
اغلب بر اثر حرارت بین فلز و قلع لحیم یک قشر اکسید درست می شود که مانع از چسبیدن دو فلز به یک دیگر می گردد چنانچه آزمایش زیر این موضوع را تایید می نماید.

آزمایش:

روی یک ده شاهی مسی قدری قلع قرار داده و حرارت می دهیم.
قلع ذوب و پهن می شود و پس از سرد شدن ملاحظه می کنیم که قلع روی مس نچسبیده و با دست جدا می گردد. علت این نچسبیدن این است که یک قشر اکسید بین قلع و مس قرار دارد و این قشر مانع از چسبیدن دو فلز به یک دیگر می گردد.
حال یک سکه ده شاهی دیگری می گیریم و روی آن قدری نوشادر می ریزیم و آن گاه یک تکه قلع لحیم روی آن می گذاریم و حرارت می دهیم و پس از سرد شدن ملاحظه می کنیم که قلع محکم روی سکه چسبیده است. این آزمایش اخیر را می توانیم با گرد براکس و کلرور روی و اجسامی نظیر این ها تکرار کنیم و خواهیم دید که قلع محکم روی سکه مسی می نشیند.
نوشادر و براکس و کلوفنیم و کلرور روی و نظیر آن ها اکسید های مزاحم را در روی فلز حل می کنند و نمی گذارند که در موقع لحیم کردن مزاحم گردند.
در لحیم کاری باید همیشه این موضوع قشر اکسید را در مد نظر داشت و به روش زیر لحیم کاری نمود.

آزمایش:

ما می خواهیم لبه ی دو صفحه فلزی را ( آهن سفید و یا مس و یا برنج ) روی هم بگذاریم و لحیم نماییم. نخست باید لبه این دو صفحه را خوب به سائیم تا هم صاف و هم پاک گردد و دست و یا ابزار های روغنی شده هم نباید با محل پاک شده تماس حاصل نمایند. آن گاه با یک قلمو قدری از آب لحیم کاری را روی محلی که باید لحیم کرده شود می مالیم و در این ضمن سری چکش مخصوص لحیم کاری را در شعله بیرنگ گاز و یا در آتش ذغال چند دقیقه ای نگاه می داریم تا خوب گرم گردد (چکش لحیم کاری یک نوع چکش مخصوصی است که از مس درست شده و به یک دنباله فلزی محکم شده است ) و سپس نوک گرم آن را در سنگ نوشادر می مالیم و در این صورت حتما باید یک دودی از نوشادر بلند شود چه در غیر این صورت چکش خوب گرم نشده است. پس از آن نوک گرم چکش را روی آلیاژ قلع می مالیم تا مقداری از آلیاژ ذوب شود و به آن به چسبد و با این نوک گرم قلع دار چکش خوب به محلی که باید لحیم شود می مالیم و با آب لحیم موجود در آنجا جزی می کند و آلیاژ قلع هم داخل می شود و دو فلز را به یک دیگر می چسباند . توصیه می شود که به وسیله گیره ای محل لحیم شده دو فلز را به هم آن قدر به فشارند تا آلیاژ لحیمی که بین آن ها قرار دارد جامد گردد . اگر آلیاژ لحیمی که سر چکش لحیم چسبیده است خوب روان نباشد باید از نو چکش لحیم را گرم کرد.
توضیح: برای تهیه آب لحیم کاری تکه هایی از روی را در اسید کلریدریک معمولی می ریزند و طبق فرمول زیر تولید کلرور روی و هیدروژن می گردد.

توصیه می شود که مقدار روی از اسید زیادتر باشد تا مقداری از آن باقی بماند . پس از آن که تمام اسید مصرف شد مخلوط را صاف می کنند و در شیشه ای می ریزند.
در صنایع برق و رادیو سازی برای لحیم کردن از آب لحیم استفاده نمی کنند و بلکه ترکیبات کلوفنیم را به کار می برند.
در موقع لحیم کردن اگر چکش لحیم کاری را پس از گرم کردن بر روی سنگ نوشادر نمالیم قشر اکسید موجود در روی آن باعث می شود که آلیاژ لحیم به چکش نچسبد . از طرفی هم بر اثر آلیاژ گرم و ذوب شده لحیم , آب لحیم تولید اسید کلریدریک می کند و قشر اکسیدی که بین فلز و لحیم است پاک می گردد و درنتیجه این دو خوب به هم می چسبند.
طبق روش فوق می توان برنج و مس و آلیاژ ( آلیاژ مس و روی که 90% مس دارد ) و آهن سفید و غیره را لحیم کرد.
در موقع لحیم کردن آهن باید دقت کرد که درمحل لحیم به قدر کافی قلع به نشیند و به این منظور نخست با آب لحیم محلی که باید لحیم گردد را خوب تر می کنند و آن گاه آنقدر با چکش لحیم کاری که قلع به آن چسبیده و گرم است روی محل می مالند تا خوب دو تکه آهن به وسیله قلع به یک دیگر متصل گردد و همان طور که گفته شد باید با گیره ای دو تکه آهن را روی هم فشار داد.
در موقع لحیم کردن روی نباید چکش لحیم را مدت زیادی در یک محل قرار داد چون ممکن است که روی ذوب گردد.
اگر بخواهند که اجسام قلعی و یا سربی را لحیم کنند باید آلیاژ لحیم را ذوب و در محلی که می خواهند به هم به چسبانند قطره قطره بریزند چون ممکن است که با چکش گرم لحیم کاری جسم ذوب گردد اخیرا کارخانجات کوپر متال ورک یک آلیاژ لحیمی به صورت سیم و شمش به بازار آورده اند که به اسم سیم تینل و جسم تینل معروف است و در موقع لحیم کردن با آن نوشادر و آب لحیم لازم نمی باشد. قدری از این سیم و یا جسم را در محلی که باید لحیم به شود می گذارند و حرارت می دهند تا ذوب گردد و جسم را با فشار به آلیاژ مذاب می چسبانند. علت امکان این عمل این است که این آلیاژ لحیم خود دارای قدری نوشادر است که در موقع ذوب تصعید می شود و اکسید ها را پاک می نماید. می توان وجود آمونیوم و کلر را در این آلیاژ به روش هایی که گفته ایم ثابت نمود مثلا با افزودن قدری سود و حرارت دادن از این آلیاژ بوی آمونیاک متصاعد می گردد.

و اگر قدری از آن را با آب مقطر مخلوط نموده و تکان دهیم و صاف نماییم و به محلول از صافی رد شده قدری اسید نیتریک و نیترات نقره بزنیم رسوب کلرور نقره حاصل می شود که علامت وجود کلر در آن است.

عکس ها و فیلم های منتشر شده در زیر مربوط به لحیم کاری یخچال های صنعتی می باشد.
در یکی از بخش های تولید و ساخت یخچال های صنعتی نیز از لحیم کاری استفاده می شود که برای اتصال لوله های تبرید به بدنه داخلی یخچال به کار می رود.
لازم به ذکر است که محتوی و مفهوم مقاله که مربوط به لحیم کاری است برای تمامی شاخه های لحیم کاری ها صدق می کند اما جزییاتی آن ها در مشاغل مختلف متفاوت است.

برگرفته از کتاب شیمی برای عموم ، مهندس محمد رضا رجالی
گرد آورنده و نویسنده مقاله: محمد طاها نادری زاده

زیر نظر ایمان انصاری