3D-karakterisering av kornorienteringsinducerad lodvätning

Syfte och mål

Ett praktiskt problem vid lödning av aluminium är att smält lod kan tränga ner i bulkmaterialet, vilket minskar korrosionsmotståndet och därmed ökar risken för läckage i, t.ex., värmeväxlare. Fenomenet har ingen tillfredsställande förklaring, men enligt en ny hypotes kan lodinträngning bero på lodsmältans vätning av korn med avvikande orientering jämfört med närliggande korn. Denna studie har alltså ambitionen att genomföra synkrotronljusbaserade 3D-avbildningar för att avgöra om lodinträngning i aluminium är beroende på avvikande kornorienteringar.

Resultat och förväntade effekter

Genom faskontrast-tomografi har vi 3D-avbildat aluminiumplåt med olika stadier av lodinträngning. Karakteristiska effekter av lodinträngningen har identifierats i 3D-bilderna och tillsammans med 3D-röntgendiffraktion, för att bestämma kristallorienteringar, samt 3D-röntgendiffraktionkontrast, för att bestämma kornstorlek och form, har lodinträngningsprocessen avbildats steg för steg. Projektet har gett nya perspektiv av lodinträngningsprocessen och fortsatt analysarbete förväntas ge stöd för eller avvisa hypotesen om kornorienteringarnas betydelse.

Upplägg och genomförande

Värmebehandlingar med en temperaturgradient över prover av valsad aluminiumplåt har genomförts på Gränges. Ytterligare provpreparering har utförts på Lunds universitet. Optisk mikroskopi och laboratorie-baserad faskontrast-tomografi gav erfarenhet inför de synkrotronljusbaserade experimenten, som utfördes på strålrör BL14B2 på SPring-8 och det svenska strålröret (P21-2) på PETRA-III. Båda stråltiderna var sökta via öppna ansökningar. Databearbetning och analys har utförts, och sker fortfarande, vid Kobe University och Lunds universitet. Datamängden är massiv.