Hình 1: Vết bắn hàn (vết bắn chì hàn) trên lớp vàng/niken
Hình 2: Hiện tượng đảo pha trong quá trình nung lại
Hầu hết mọi người đều biết rằng bột hàn là hỗn hợp của bột hàn và chất mang chất trợ hàn. Chất trợ hàn có nhiều chức năng, nhưng những chức năng quan trọng nhất là:
1/ Kiểm soát các tính chất lưu biến của hỗn hợp sệt (khả năng phân phối / độ dính / khả năng in / độ ổn định)
2/ Loại bỏ các oxit khỏi bề mặt kim loại trong quá trình hàn lại.
Hỗn hợp hàn được thiết kế để giữ nguyên vị trí sau khi được bôi lên, nhưng đôi khi nó có thể xuất hiện ở những vị trí không mong muốn sau quá trình nung lại; đôi khi cách xa (thậm chí có thể lên đến vài inch) so với vị trí dự kiến. Hiện tượng này được gọi là “vết bắn hàn” hoặc “vết văng hàn” (Hình 1). Bước đầu tiên để loại bỏ hiện tượng văng hàn là kiểm tra tình trạng nhiễm bẩn trước khi nung lại. Đối với việc bôi keo hàn, tình trạng nhiễm bẩn có thể xảy ra do hiện tượng “kéo đuôi” của keo hàn giữa các điểm bôi. Đối với quy trình in, nguyên nhân có thể là do mặt dưới của khuôn in bị nhiễm bẩn. Nếu không tìm thấy nguyên nhân nào, thì đã đến lúc kiểm tra quy trình nung lại.
Khả năng nhiễm bẩn do tiếp xúc bên trong lò là rất thấp, nhưng sau khi đã kiểm tra và làm sạch tất cả các nguồn nhiễm bẩn rõ ràng, chẳng hạn như bộ định vị hoặc băng tải cạnh, người ta thường phát hiện ra rằng vấn đề vẫn chưa được khắc phục. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng bắn tóe hàn còn sót lại này vẫn chưa rõ ràng, nhưng người ta đã phát hiện ra rằng hai trong số các biến số kiểm soát quan trọng là số lô của chất nền và nồng độ oxy trong quá trình nung lại. Nồng độ oxy thấp thực tế có thể “kích hoạt” khuyết tật này.
Về mặt lý thuyết, hiện tượng bắn tóe hàn có thể xuất phát từ quá trình phân hủy chất trợ hàn, hoặc sự bay hơi nhanh chóng của chất trợ hàn hoặc các vật liệu khác trên bề mặt vật liệu nền. Tuy nhiên, hiện tượng này dường như không liên quan đến bất kỳ yếu tố nào sau đây:
i./ Loại bột hàn hoặc số lô
ii./ Độ ẩm tương đối hoặc
iii./ Thời gian bột hàn tiếp xúc với không khí
Do đó, lời giải thích thông thường về hiện tượng bắn tóe chất hàn do sự bay hơi của dung môi hoặc độ ẩm được hấp thụ trong chính hỗn hợp hàn dường như không phù hợp trong trường hợp này. Điều có thể đang xảy ra là trong quá trình nung lại, hỗn hợp hàn trải qua quá trình “đảo pha” (Hình 2). Cụ thể, chất trợ hàn chuyển từ “pha liên tục” sang “pha rời rạc”, trong khi hàn lại diễn ra theo chiều ngược lại – từ dạng bột có diện tích bề mặt lớn sang mối hàn tái chảy có diện tích bề mặt tối thiểu. Động lực thúc đẩy quá trình tái chảy là sự tối thiểu hóa năng lượng tiềm năng tiêu chuẩn, xuất phát từ hiện tượng ướt bề mặt giữa chất lỏng và chất rắn, cũng như sức căng bề mặt của chất lỏng.
Một phương trình đơn giản đã được đưa ra để tính toán độ cao mà một lớp bột hàn đã qua quá trình nung lại có thể đẩy một quả cầu chưa qua quá trình nung lại bay lên. Câu trả lời sẽ khiến bạn ngạc nhiên: hãy gửi cho tôi một tin nhắn và tôi sẽ gửi bài báo cho bạn.
Chúc mừng! Andy
