لحیمکاری: اتصال فلزها با حرارت و سیمهای لحیم
لحیم چیست و چه شکلی دارد؟
لحیم (با تلفظ "لَحیم") یک فلز نرم و معمولاً نقرهفام است که در دمای نسبتاً پایین ذوب میشود. دو نوع رایج دارد: یکی به شکل سیم نازک که به دور قرقره پیچیده شده، دیگری به شکل میله یا خمیر. در مدارس و کارهای ساده، بیشتر از سیم لحیم (با ترکیب قلع و سرب یا بدون سرب) استفاده میکنند.
درون سیم لحیم گاهی یک مادهٔ شیمیایی به نام روغن لحیم یا "flux"1 وجود دارد که باعث تمیزی سطح فلز و چسبندگی بهتر لحیم میشود. لحیم مثل چسب فلزی عمل میکند، با این تفاوت که برای کار کردن باید گرم شود و بعد سرد شود.
ابزار اصلی: هویه (اتوی لحیمکاری)
برای گرم کردن لحیم و قطعههای فلزی از دستگاهی به نام هویه2 استفاده میکنیم. هویه شبیه یک خودکار بزرگ است که نوک فلزی داغی دارد. وقتی برق آن را وصل میکنیم، نوک آن گرم میشود و میتواند سیم لحیم را ذوب کند. قدرت هویههای معمولی بین ۱۵ تا ۴۰ وات است.
مثال عملی: تصور کنید دو سیم اسباببازی شکسته را میخواهید به هم بچسبانید. نوک داغ هویه را به محل اتصال نزدیک میکنید و همزمان سیم لحیم را به نوک هویه میزنید. لحیم آب میشود و مانند چسب داغ روی دو سیم پخش میشود. بعد از چند ثانیه که هویه را بردارید، لحیم سفت میشود و دو سیم محکم به هم وصل میشوند.
| روش اتصال | دما | کاربرد در مدارس |
|---|---|---|
| لحیمکاری با هویه | ~۱۸۰-۳۵۰°C | بسیار رایج و ساده |
| چسباندن با چسب نواری | دمای اتاق | موقتی، اتصال ضعیف |
| جوشکاری | ~۱۵۰۰-۳۵۰۰°C | خطرناک، نیاز به بزرگسال |
مراحل گامبهگام لحیمکاری دو سیم
گام ۱: نوک هویه را تمیز کنید (با اسفنج مخصوص مرطوب).
گام ۲: دو سیم مسی را حدود ۱ سانتیمتر از پوشش عایق خالی کنید.
گام ۳: سیمها را به هم بتابانید (مانند طناب بافته شده).
گام ۴: هویه را به محل تاب خورده بچسبانید و ۲-۳ ثانیه صبر کنید تا سیم داغ شود.
گام ۵: سیم لحیم را به سیم داغ (نه به نوک هویه) بزنید تا لحیم ذوب شود و درون سیمها فرو رود.
گام ۶: هویه را بردارید و بدون تکان دادن صبر کنید تا لحیم سرد و براق شود.
و برای ذوب کامل مقدار حرارت $Q$ باید از رابطه $Q = m \times L_f$ پیروی کند (m جرم لحیم، L_f گرمای نهان ذوب).
کاربردهای روزمره که دانشآموز دیده است
وقتی تعمیرکار تلویزیون، سیم قطع شدهٔ داخل کنترل بازی را جوش میدهد، در واقع لحیمکاری میکند. در ساخت تابلوهای الکترونیکی مدارس نیز قطعات کوچک مثل مقاومت و خازن روی برد با لحیم متصل میشوند. حتی در جواهرسازی، زرگرها قطعات طلا یا نقره را با لحیم مخصوص و مشعل لحیمکاری به هم متصل میکنند. یک مثال ساده: چراغ قوهای که باتری آن به لامپ وصل نمیشود؛ با لحیمکاری دوباره اتصال برقرار میشود.
چالشهای مفهومی (پرسش و پاسخ)
پاسخ: چسب نواری جریان برق را به خوبی عبور نمیدهد و اتصال شل میشود. ولی لحیم یک فلز است و برق را عالی هدایت میکند. همچنین چسب در گرما شل میشود ولی لحیم محکم میماند.
پاسخ: خیر، شعله مستقیم خیلی داغ و خطرناک است و فلز را خراب میکند. همچنین دود مضر ایجاد میشود. برای لحیمکاری حتماً باید از هویه (که دمای کنترل شده دارد) استفاده کرد.
پاسخ: دود به خاطر تبخیر شدن مادهٔ روغن لحیم (فلکس) است. این ماده برای تمیزکاری سطح فلز لازم است ولی بهتر است در هوای باز یا زیر دستگاه مکنده کار کنیم تا دود استنشاق نشود.
- لحیمکاری یعنی اتصال فلزها با فلز واسط (لحیم) و حرارت.
- ابزار اصلی: هویه (اتوی لحیم)، سیم لحیم (معمولاً قلع و سرب).
- ایمنی: هرگز نوک داغ هویه را لمس نکنید، از عینک محافظ استفاده کنید و در جای با تهویه کار کنید.
- یک اتصال خوب باید براق و صاف باشد، نه مات و تودهای.
- با تمرین میتوانید سیمهای قطع شدهٔ اسباببازی یا چراغ قوه را خودتان تعمیر کنید (البته با کمک بزرگتر).
پاورقی
1فلکس (Flux): ماده شیمیایی تمیزکننده که لایهٔ اکسید فلز را از بین میبرد و لحیم را به سطح فلز میچسباند. معادل فارسی آن «روغن لحیم» یا «لحیمیار» است.
2هویه (Soldering iron): وسیلهای با نوک فلزی داغ که با برق کار میکند و برای ذوب لحیم به کار میرود. در متون علمی «اتوی لحیمکاری» هم نامیده میشود.
معادل انگلیسی برخی واژهها: لحیم = Solder، هویه = Soldering iron، قلع = Tin، نقطه ذوب = Melting point.
