Secara ilmiah, bagaimana dan mengapa pipa tembaga yang berkeringat bekerja?

Beberapa tahun yang lalu saya merombak kamar mandi saya dan belajar bagaimana cara membuat pipa tembaga. Saya selalu berhasil melakukannya sejak itu, tetapi saya selalu bertanya-tanya bagaimana dan mengapa ia bekerja. Saya telah melakukan pencarian di web tetapi sebagian besar yang saya temukan adalah "cara" artikel dan video, tetapi tidak ada yang menjelaskan secara spesifik bagaimana dan mengapa itu bekerja. Adakah yang bisa memberi saya jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini yang telah mengganggu saya?

1. Apa sebenarnya yang dilakukan fluks?

   • Apa yang terjadi jika semua fluks terbakar sebelum solder meleleh?
   • Bagaimana jika Anda tidak menggunakan fluks sama sekali?
   • Apa fluks di tempat pertama?

2. Di mana tepatnya Anda harus mengarahkan api? (Saya telah melihat laporan yang berbeda pada yang satu ini)

   • Tepat di sambungan (di mana fluks berada)? (dalam pengalaman saya yang terbatas, ini tampaknya langsung menghilangkan fluks dan terkadang menyebabkan masalah)
   • Di pipa tembaga, sekitar satu inci dari sambungan?
   • Apakah pas pipa itu disolder?

3. Apa sebenarnya tindakan kapiler yang menarik solder meleleh ke dalam sendi?

   • Apa yang menyebabkannya dan bagaimana cara kerjanya?
   • Kadang-kadang saya menemukan diri saya dalam situasi di mana solder meleleh tetapi langsung menetes dari pipa alih-alih tersedot ke dalam sambungan. Apa yang telah saya lakukan salah? Saya biasanya harus membersihkan semuanya dan memulai lagi ketika ini terjadi

Saya pikir @ArchonOSX memiliki jawaban yang bagus, tetapi saya ingin sedikit mengembangkannya (memiliki latar belakang dalam pengelasan, mematri, dan menyolder).

Poin demi poin:

1. Fluks biasanya meningkatkan ikatan antara logam-logam dasar dan solder. Ini dilakukan dengan membersihkan logam (menghilangkan kontaminan permukaan), mendeoksidasi logam, dan mencegah oksidasi lebih lanjut. Logam panas cenderung teroksidasi lebih cepat daripada logam dingin, tetapi fluks akan menghilangkan oksigen (baik dengan penyerapan, adsorpsi, atau oksidasi dari fluks itu sendiri) di mana ia diterapkan.

   • Jika semua fluks Anda terbakar (atau teroksidasi) sebelum Anda selesai mematri sambungan, maka patri akan cenderung mengalir di tempat Anda membutuhkannya karena logam dasar akan cenderung teroksidasi. Solder tidak berikatan dengan permukaan yang teroksidasi, karena itu, ia mengembang dan menetes.
   • Ini mungkin, tetapi sulit. Kecuali Anda berada di lingkungan anaerob (dan bahkan saat itu mungkin tidak berhasil) Anda mungkin tidak akan memiliki ikatan yang baik.
   • Wikipedia cukup bagus untuk yang satu ini.

2. Anda ingin logam dipanaskan secara seragam sehingga ekspansi termal seragam, jadi sumbu adalah seragam, jadi semuanya seragam. Tembaga, menjadi konduktor listrik yang baik, juga merupakan konduktor panas yang sangat baik. Jika Anda hanya memanaskan sambungan, Anda mungkin mendinginkannya relatif cepat karena tembaga di sekitarnya yang mendinginkan sambungan.

   • Tidak tepat di sendi (segera). Ketika Anda mempromosikan aliran solder, maka Anda jangan ingin fokus api sangat erat.
   • Ya, untuk memanaskan pipa di sekitarnya pada awalnya.
   • Ya, karena logam di sini juga sering sedikit lebih tebal daripada di tempat lain, sehingga dibutuhkan energi paling besar untuk memanaskan hingga suhu mematri.

3. Aksi kapiler adalah fenomena menarik yang terjadi ketika satu material dapat "membasahi" yang lain. Pembasahan adalah proses di mana energi permukaan diturunkan ketika bahan fase cair bersentuhan dengan bahan fase padat. Beberapa cairan, seperti merkuri, tidak membasahi yang lain, seperti kaca (membentuk meniskus ke atas ). Air melakukan yang sebaliknya, mengompol. Energi permukaan harus lebih rendah daripada tegangan permukaan cairan untuk mencegah manik-manik (naik-naik, yang Anda lihat ketika fluks terbakar). Dalam ruang kecil, kemampuan pembasahan ini dapat menyebabkan kolom cairan naik melawan gravitasi. Untuk bahan non-pembasahan, yang sebaliknya cenderung terjadi .

   • Saya pikir saya menjawab bagian ini di atas.
   • Ketika ini terjadi, itu karena solder cair tidak dapat membasahi tembaga. Fluks menurunkan energi permukaan dari tembaga telanjang (fungsi lainnya), yang merupakan cara mempromosikan wicking, tetapi jika tembaga tidak cukup panas, ia tidak akan basah juga.

NAMUN, semua yang saya jelaskan menunjukkan bahwa solder ada di permukaan tembaga (adsorptif atau perekat). Faktanya, patri mampu membentuk paduan yang terlokalisasi dengan logam dasar yang menembus agak jauh ke dalam logam tidak mulia. Inilah sebabnya mengapa mematri (dan menyolder) bisa sangat kuat, bahkan dibandingkan dengan pengelasan. Ini adalah proses penyerapan dan terjadi karena suhu yang lebih tinggi memungkinkan atom tembaga untuk bergerak cukup dalam kisi-kisi mereka untuk memungkinkan paduan terbentuk. Proses ini menambah efek yang dijelaskan sebelumnya.

Fluks membantu menjaga oksigen dari mencemari sendi. Setiap kali Anda memanaskan sesuatu, oksigen ingin membantu mereka terbakar. Pengelasan dan penyolderan membutuhkan beberapa metode untuk mencegah oksigen mencemari lasan.

Nyala api harus diarahkan ke fitting ~ 1/2 "dengan ujung bagian biru muda yang terpanas.

Solder ditarik ke panas jika Anda melakukannya dengan benar dan itu akan melengkung ke dalam sendi. Proses ilmiah yang tepat berada di luar jangkauan saya.