จะเลือกจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณได้อย่างไร

การเลือกจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อความสำเร็จของโครงการของคุณ การบัดกรีเกี่ยวข้องกับการใช้โลหะผสมที่หลอมละลายได้เพื่อเชื่อมชิ้นส่วนโลหะตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปเข้าด้วยกัน จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรี อุณหภูมิในการเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม คำแนะนำต่อไปนี้จะช่วยคุณตัดสินใจเลือกสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ

ทำความเข้าใจกับบัดกรี

ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจก่อนว่าบัดกรีคืออะไร โลหะบัดกรีเป็นโลหะผสมที่หลอมละลายได้ซึ่งใช้ในการเชื่อมชิ้นส่วนโลหะเข้าด้วยกัน จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีคืออุณหภูมิที่มันเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว อุณหภูมินี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมบัดกรี

โดยทั่วไปแล้ว โลหะบัดกรีทำมาจากส่วนผสมของโลหะ เช่น ดีบุก ตะกั่ว เงิน และทองแดง โลหะแต่ละชนิดมีจุดหลอมเหลวที่แตกต่างกัน และด้วยการผสมพวกมันในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตจึงสร้างโลหะบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวเฉพาะที่เหมาะกับการใช้งานต่างๆ

จุดหลอมเหลวของบัดกรีคืออะไร?

โดยทั่วไปจุดหลอมเหลวของบัดกรีจะอยู่ในช่วง 90 ถึง 450°C (190 ถึง 840°F; 360 ถึง 720 K) ขึ้นอยู่กับโลหะผสม กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายนี้สะท้อนถึงการใช้งานที่หลากหลายและข้อกำหนดสำหรับการบัดกรีในอุตสาหกรรมต่างๆ

• โลหะผสมทั่วไป: โลหะผสมบัดกรีที่ใช้บ่อยที่สุดจะหลอมละลายระหว่าง 180 ถึง 190°C (360 และ 370°F; 450 และ 460 K) ซึ่งรวมถึงประเภทยอดนิยม เช่น ตะกั่วดีบุกและบัดกรีไร้สารตะกั่วบางชนิด

ประเภทบัดกรีทั่วไปและจุดหลอมเหลว

จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมัน

จุดหลอมเหลวของตะกั่วบัดกรี

สารบัดกรีที่มีสารตะกั่วซึ่งมักจะมีส่วนผสมของดีบุกและตะกั่ว (โดยทั่วไปคืออัตราส่วน 60/40 หรือ 63/37) เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมมาหลายปีแล้ว โลหะบัดกรี 63/37 หลอมละลายที่ 183°C (361°F) ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากมีจุดหลอมเหลวค่อนข้างต่ำและลักษณะการไหลที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความกังวลเรื่องสุขภาพและสิ่งแวดล้อม การใช้จึงลดลงและหันไปใช้ทางเลือกอื่นที่ไร้สารตะกั่ว

ประเภทที่เก่ากว่า	ส่วนประกอบ	จุดหลอมเหลว (° C)	จุดหลอมเหลว (°F)
ตะกั่วบัดกรีดีบุก 60/40	ดีบุก 60% ตะกั่ว 40%	183-190	361-374
ตะกั่วบัดกรีดีบุก 63/37	ดีบุก 63% ตะกั่ว 37%	183	361
SAC305 หัวแร้งบัดกรีไร้สารตะกั่ว	ดีบุก 96.5% เงิน 3% ทองแดง 0.5%	217-221	423-430
บัดกรีไร้สารตะกั่วดีบุก-เงิน	ดีบุก 96.5% เงิน 3.5%	221	430
บัดกรีไร้สารตะกั่วดีบุก-ทองแดง	ดีบุก 99.3% ทองแดง 0.7%	227	441
บัดกรีอุณหภูมิต่ำที่ใช้บิสมัท	บิสมัท 58%, ดีบุก 42%	138	280
ตะกั่วบัดกรีอุณหภูมิสูง (สีเงิน)	ตะกั่ว 93.5% ดีบุก 5% เงิน 1.5%	296	565
บัดกรีแบริ่งเงิน	ดีบุก 62%, ตะกั่ว 36%, เงิน 2%	179-190	354-374
ดีบุก-ตะกั่ว-พลวงบัดกรี	ดีบุก 62%, ตะกั่ว 36%, พลวง 2%	178-190	352-374
บัดกรีอุณหภูมิสูงที่ใช้นิกเกิล	โลหะผสมนิกเกิล	450 +	842 +

จุดหลอมเหลวบัดกรีไร้สารตะกั่ว

เพื่อเป็นการตอบสนองต่อข้อจำกัดของการบัดกรีแบบมีสารตะกั่ว ทางเลือกแบบไร้สารตะกั่วจึงได้รับความนิยม โดยทั่วไปจะประกอบด้วยดีบุกผสมกับเงิน ทองแดง หรือบิสมัทจำนวนเล็กน้อย โดยทั่วไปโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วจะมีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่า โดยมักจะมีอุณหภูมิตั้งแต่ 217°C ถึง 227°C (423°F ถึง 441°F)

ต่อไปนี้คือรายละเอียดองค์ประกอบบัดกรีไร้สารตะกั่วต่างๆ และอุณหภูมิหลอมเหลว:

องค์ประกอบโลหะผสมประสาน (% น้ำหนัก)	รายละเอียดองค์ประกอบ	อุณหภูมิหลอมเหลว (°C)	อุณหภูมิหลอมเหลว (°F)
97% ใน/3% Ag	อินเดียม-เงิน	143 ° C	289 ° F
95.5% Sn/3.9% Ag/0.6% ลูกบาศก์เมตร	ดีบุก-เงิน-ทองแดง	217 ° C	423 ° F
95% Sn/5% Sb	ดีบุกพลวง	232 ° C - 240 ° C	450 ° F - 464 ° F
95% Sn/5% Ag	ดีบุก-เงิน	221 ° C - 240 ° C	430 ° F - 464 ° F
95.6% Sn/3.5% Ag/0.9% ลูกบาศก์เมตร	ดีบุก-เงิน-ทองแดง	217 ° C	423 ° F
65% Sn/25% Ag/10% Sb	ดีบุก-เงิน-พลวง	233 ° C	451 ° F
91% Sn/9% สังกะสี	ดีบุก-สังกะสี	199 ° C	390 ° F
สังกะสี 95%/อัล 5%	สังกะสี-อลูมิเนียม	382 ° C	720 ° F
58% ไบ/42% Sn	บิสมัท-ดีบุก	138 ° C	280 ° F
97% Sn/2% Cu/0.8% Sb/0.2% Ag	ดีบุก-ทองแดง-เงิน	226 ° C - 228 ° C	439 ° F - 442 ° F
95.5% Sn/3.5% Ag/1% สังกะสี	ดีบุก-เงิน-สังกะสี	218 ° C - 221 ° C	424 ° F - 430 ° F
96% Sn/4% Ag	ดีบุก-เงิน	221 ° C - 225 ° C	430 ° F - 437 ° F
91.5% Sn/8.5% Sb	ดีบุกพลวง	232 ° C - 240 ° C	450 ° F - 464 ° F
97.5% Sn/2.5% Ag	ดีบุก-เงิน	221 ° C - 226 ° C	430 ° F - 439 ° F
97% Sn/3% ลูกบาศก์เมตร	ดีบุก-ทองแดง	227 ° C - 300 ° C	441 ° F - 572 ° F

การเลือกตามแอปพลิเคชัน

• กระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง: พิจารณาใช้บัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่า เช่น 95% Sn/5% Sb (232°C – 240°C / 450°F – 464°F) หรือ สังกะสี 95%/อัล 5% (382°C / 720°F) เพื่อให้สามารถทนต่อรอบความร้อนหลายรอบโดยไม่ต้องบัดกรีเริ่มต้นใหม่
• กระบวนการที่อุณหภูมิต่ำ: สำหรับส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อน ให้ใช้บัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า เช่น 97% ใน/3% Ag (143°C / 289°F) หรือ 58% ไบ/42% Sn (138°C / 280°F) เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย

จุดหลอมเหลวบัดกรีเงิน

โลหะบัดกรีเงินหรือที่รู้จักกันในชื่อโลหะบัดกรีแข็ง มีเปอร์เซ็นต์ของเงินสูงกว่า และใช้ในงานที่มีความแข็งแรงสูง เช่น การทำเครื่องประดับหรืองานประปา มีจุดหลอมเหลวสูงกว่ามาก ซึ่งมักจะเกิน 600°C (1112°F) การบัดกรีประเภทนี้ต้องใช้ความร้อนมากกว่าแต่ให้ข้อต่อที่แข็งแรงมาก เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความทนทานเป็นสิ่งสำคัญ (หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ จุดหลอมเหลวของเงินกรุณาคลิกที่นี่)

จุดหลอมเหลวของทองแดงบัดกรี

ด้วยจุดหลอมเหลวประมาณ 1083°C (1981°F) บัดกรีทองแดงจึงใช้สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง พบได้น้อยสำหรับงานบัดกรีทั่วไป แต่มีความจำเป็นในอุตสาหกรรมเฉพาะเช่น HVAC (หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ จุดหลอมเหลวของทองแดงกรุณาคลิกที่นี่)

เหตุใดจึงเลือกใช้ Gold Alloy Solder แทน Lead Alloy Solder

โลหะบัดกรีโลหะผสมทอง เช่น Au80Sn20 มักถูกเลือกใช้มากกว่าโลหะบัดกรีที่มีตะกั่ว เนื่องจากมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงที่เหนือกว่า สารบัดกรีที่มีตะกั่วซึ่งมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 327°C จะสูญเสียความแข็งแรงที่สูงกว่า 245°C ซึ่งอาจเป็นปัญหาได้ในระหว่างกระบวนการที่อุณหภูมิสูง ในทางตรงกันข้าม Au80Sn20 ซึ่งมีจุดหลอมเหลวที่ 280°C จะรักษาความแข็งแกร่งไว้ได้ดีกว่าภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน

ทำให้โลหะบัดกรีโลหะผสมทองเหมาะสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการประกอบขั้นสุดท้าย เช่น การบัดกรีแบบรีโฟลว์หรือการบัดกรีแบบคลื่น ซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 250-260°C ช่วยให้มั่นใจได้ถึงข้อต่อที่เชื่อถือได้และทนทาน แม้ต้องเผชิญกับความร้อนสูงเกินไป ซึ่งแตกต่างจากการบัดกรีที่มีสารตะกั่วซึ่งอาจอ่อนเกินไป

เหตุใดจึงเลือกโลหะผสมยูเทคติกมากกว่าโลหะผสมที่ไม่ใช่ยูเทคติก

โลหะผสมยูเทคติกละลายและแข็งตัวที่อุณหภูมิเดียว ช่วยให้บัดกรีได้เร็ว มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยึดติดได้ง่ายขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่คุณภาพข้อต่อที่เหมาะสมที่สุดและประหยัดต้นทุน อย่างไรก็ตาม อัลลอยด์ที่ไม่ใช่ยูเทคติกจะผ่านสถานะของแข็ง-ของเหลวในระหว่างการทำความเย็น ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวจากความร้อน และต้องมีการปรับเปลี่ยนกระบวนการที่ซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้นโลหะผสมยูเทคติกจึงเป็นที่ต้องการเนื่องจากความเร็วและความน่าเชื่อถือในการบัดกรี

ควรใช้บัดกรีชนิดใด?

การเลือกโลหะผสมบัดกรีขึ้นอยู่กับเกณฑ์หลักสองประการ: จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีและกระบวนการทางความร้อนใดๆ ที่ตามมา สำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการใช้ความร้อนหลายขั้นตอน สามารถใช้บัดกรีที่มีอุณหภูมิสูง เช่น โลหะผสมตะกั่ว (Pb) สูงที่จะหลอมละลายที่อุณหภูมิประมาณ 300°C ก่อน ซึ่งจะช่วยให้สามารถบัดกรีโลหะผสมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าได้ในภายหลัง เช่น Tin Silver (SnAg) ที่อุณหภูมิ 220°C และการบัดกรีแบบอินเดียมที่อุณหภูมิ 150°C ให้ความยืดหยุ่นโดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของอุปกรณ์

ในทางกลับกัน สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อน การบัดกรีที่อุณหภูมิต่ำถือเป็นสิ่งสำคัญ โลหะบัดกรีเหล่านี้ซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 150°C และบางครั้งอาจต่ำถึง 100°C ช่วยปกป้องส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนจากความเสียหายจากความร้อน การเลือกใช้โลหะบัดกรีนั้นขึ้นอยู่กับจุดหลอมเหลวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความร้อนจำเพาะของกระบวนการ

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกบัดกรี

เมื่อเลือกจุดหลอมเหลวบัดกรีที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณ ให้พิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

ความไวของส่วนประกอบ

ส่วนประกอบที่คุณกำลังบัดกรีจะกำหนดจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรี ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนอาจได้รับความเสียหายจากอุณหภูมิสูง ทำให้บัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวต่ำเหมาะกว่า ในทางกลับกัน โครงการประปาและงานโลหะอาจได้รับประโยชน์จากการบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวสูงซึ่งให้พันธะที่แข็งแรงกว่า

แอพลิเคชันสิ่งแวดล้อม

พิจารณาสภาพแวดล้อมที่จะใช้ข้อต่อบัดกรี สารบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวสูงเหมาะกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากสารบัดกรีจะรักษาความสมบูรณ์ได้ดีกว่าภายใต้ความร้อน ตัวอย่างเช่น การใช้งานด้านยานยนต์หรือการบินและอวกาศมักต้องใช้บัดกรีที่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้

ความแข็งแรงร่วม

ความแข็งแรงที่ต้องการของรอยต่อบัดกรีเป็นอีกปัจจัยสำคัญ โลหะบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น โลหะบัดกรีเงิน จะสร้างพันธะที่แข็งแกร่งมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทางกลที่ข้อต่อจะอยู่ภายใต้ความเค้น สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการน้อยกว่า การบัดกรีแบบไร้สารตะกั่วแบบมาตรฐานหรือแบบมีสารตะกั่วก็อาจเพียงพอแล้ว

ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

ในบางกรณี กฎระเบียบจะมีอิทธิพลต่อการเลือกลวดบัดกรีของคุณ หลายประเทศมีข้อจำกัดในการใช้สารบัดกรีที่มีสารตะกั่วเนื่องจากความเป็นพิษ ทำความคุ้นเคยกับกฎระเบียบท้องถิ่นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตาม

เหตุใดจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีจึงมีความสำคัญ

จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีมีความสำคัญเนื่องจากเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิที่โลหะบัดกรีจะละลายและแข็งตัว สิ่งนี้ส่งผลต่อกระบวนการบัดกรีได้หลายวิธี:

1. ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: จุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีจะต้องสอดคล้องกับขีดจำกัดความร้อนของส่วนประกอบและวัสดุที่เกี่ยวข้องเพื่อป้องกันความเสียหาย
2. บัดกรี Reflow: สารบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถบัดกรีได้หลายขั้นตอนการบัดกรีโดยไม่ต้องไหลข้อต่อเดิมใหม่ ซึ่งจำเป็นสำหรับการประกอบที่ซับซ้อน
3. ความไวต่อความร้อน: การบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวต่ำจำเป็นสำหรับส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและความเสียหาย
4. ความน่าเชื่อถือร่วมกัน: จุดหลอมเหลวที่เหมาะสมทำให้ข้อต่อบัดกรีแข็งแรงและทนทาน ซึ่งสามารถทนต่อความเครียดในการทำงานได้โดยไม่เกิดความเสียหาย

การเลือกโลหะบัดกรีที่เหมาะสมตามจุดหลอมเหลวทำให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการบัดกรีมีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และเชื่อถือได้

ลักษณะเฉพาะและข้อกำหนดของโครงการ

แต่ละโครงการมีข้อกำหนดเฉพาะของตัวเอง และการทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้จะเป็นแนวทางในการเลือกบัดกรีของคุณ:

• โครงการอิเล็กทรอนิกส์: สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ สารบัดกรีที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น ตะกั่วดีบุก 60/40 แบบดั้งเดิม หรือสารบัดกรีไร้สารตะกั่ว เช่น SAC305 (ดีบุก 96.5%, เงิน 3%, ทองแดง 0.5%) เป็นเรื่องปกติ หัวแร้งเหล่านี้ใช้งานง่ายและลดความเสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน
• ประปา: สำหรับการประปา ต้องใช้บัดกรีไร้สารตะกั่วเนื่องจากกฎระเบียบด้านสุขภาพ มองหาบัดกรีที่มีป้ายกำกับสำหรับการประปาเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย
• การทำเครื่องประดับ: สำหรับงานละเอียดและประณีต เช่น เครื่องประดับ มักใช้โลหะบัดกรีเงินเนื่องจากมีความแข็งแรงและมีจุดหลอมเหลวสูง ทำให้ข้อต่อมีความทนทานและสวยงาม

เคล็ดลับการปฏิบัติสำหรับการบัดกรี

ตอนนี้คุณรู้วิธีเลือกลวดบัดกรีที่เหมาะสมแล้ว ต่อไปนี้เป็นเคล็ดลับที่เป็นประโยชน์บางประการเพื่อให้แน่ใจว่าโครงการบัดกรีของคุณจะประสบความสำเร็จ:

• ทำความสะอาดพื้นผิว: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่จะบัดกรีสะอาดและปราศจากออกซิเดชั่นหรือสิ่งปนเปื้อน ใช้กระดาษทรายละเอียดหรือแปรงลวดหากจำเป็น
• ใช้ฟลักซ์: ฟลักซ์เป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันและสร้างพันธะที่แข็งแกร่ง โลหะบัดกรีจำนวนมากมาพร้อมกับแกนฟลักซ์ แต่อาจจำเป็นต้องใช้ฟลักซ์เพิ่มเติมสำหรับวัสดุที่ท้าทาย
• เครื่องทำความร้อนที่เหมาะสม: ใช้หัวแร้งหรือคบเพลิงที่เหมาะสมสำหรับงาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รับการอุ่นที่อุณหภูมิที่ถูกต้องสำหรับบัดกรีที่คุณเลือก ใช้ความร้อนที่ข้อต่อ ไม่ใช่ที่ตัวบัดกรีโดยตรง และปล่อยให้ลวดบัดกรีไหลเข้าไปในข้อต่อ

ข้อสรุป

การเลือกจุดหลอมเหลวบัดกรีที่เหมาะสมเกี่ยวข้องกับการปรับสมดุลความต้องการของส่วนประกอบ สภาพแวดล้อมการทำงาน และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ การทำความเข้าใจคุณสมบัติของบัดกรีประเภทต่างๆ และการใช้งานจะช่วยให้คุณตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูล นำไปสู่ข้อต่อบัดกรีที่เชื่อถือได้และทนทาน มีความสุขในการบัดกรี!

เมื่อพิจารณาปัจจัยและเคล็ดลับเหล่านี้ คุณสามารถมั่นใจได้ว่าคุณจะเลือกโลหะบัดกรีที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณ ซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของคุณ

ต้องการชิ้นส่วนโลหะที่กำหนดเองหรือไม่ BOYI มีโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับ บริการผลิตโลหะแผ่นเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนทุกชิ้นที่เราผลิตนั้นมีคุณภาพสูงสุด ความเชี่ยวชาญของเราในด้านงานโลหะการทำให้เราสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ อวกาศ อิเล็กทรอนิกส์ และอื่นๆ อีกมากมาย ติดต่อเราได้ตั้งแต่วันนี้และมาหารือเกี่ยวกับความต้องการในโครงการของคุณ

คำถามที่พบบ่อย

---

แคตตาล็อก: คู่มือวัสดุ