不銹(xiu)鋼的(de)爐中釬焊一般是(shi)在(zai)某種保護(hu)性(xing)氣(qi)(qi)氛下(xia)或真空中進行,保護(hu)氣(qi)(qi)氛有氫氣(qi)(qi)、分解氨和(he)氬氣(qi)(qi)。
干燥的氫氣或分解氨常用做爐中釬焊不(bu)銹鋼時的還原性保護氣氛,它們可還原不銹(xiu)鋼表面的氧化膜,并保護不銹鋼表面在釬焊時不再氧化。一般要求氫氣或分解氨的露點低于-40℃,但也要考慮保護氣體的露點要與釬焊溫度及母材的成分相適應。釬焊溫度越低、不銹鋼表面氧化膜越穩定,要求氫氣露點越低,見圖3-4。使用分解氨作保護氣氛時,必須保證NH3完全分解,避免殘余的NH3使不銹鋼表面氮化。
使用(yong)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)或(huo)分(fen)解(jie)氨(an)作保護(hu)氣(qi)(qi)氛(fen)的好處是(shi):可(ke)實現(xian)釬(han)焊(han)爐的連續(xu)工(gong)作,便于大批(pi)量生(sheng)產(chan)(chan);釬(han)焊(han)過程中不需使用(yong)釬(han)劑(ji),且焊(han)后工(gong)件光(guang)亮,無需任何焊(han)后工(gong)件表面清理工(gong)作;可(ke)配(pei)合選用(yong)的釬(han)料品種多;在批(pi)量生(sheng)產(chan)(chan)條件下焊(han)接成(cheng)本低。但是(shi)使用(yong)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)或(huo)分(fen)解(jie)氨(an)作保護(hu)氣(qi)(qi)氛(fen)時要注意(yi)生(sheng)產(chan)(chan)安全,當空(kong)氣(qi)(qi)中混有(you)4%~74%的氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)或(huo)12.5%~27%氨(an)氣(qi)(qi)時,會因燃燒而產(chan)(chan)生(sheng)爆炸。
作(zuo)(zuo)為惰性(xing)氣(qi)體,氬氣(qi)可用作(zuo)(zuo)爐(lu)中(zhong)釬(han)焊(han)不(bu)銹鋼時(shi)的保護(hu)氣(qi)氛。與氫(qing)氣(qi)和分解氨不(bu)同(tong),氬氣(qi)不(bu)具有還原性(xing),只(zhi)是(shi)利用其惰性(xing)保護(hu)不(bu)銹鋼表(biao)面在釬(han)焊(han)過程(cheng)中(zhong)不(bu)氧化(hua),所以不(bu)銹鋼進爐(lu)釬(han)焊(han)前必須(xu)徹底(di)清除其表(biao)面的氧化(hua)膜,并(bing)且一般要求氬氣(qi)的露點低于(yu)-40℃。
使用(yong)氬(ya)氣(qi)(qi)作保(bao)護氣(qi)(qi)氛(fen)一(yi)般(ban)是因為(wei)以下某種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)原因:①. 可采(cai)用(yong)含高(gao)蒸汽壓元素(su)的釬(han),如錳(meng)基釬(han)料或含錳(meng)較多的釬(han)料;②. 單件或小批量釬(han)焊時,設(she)備成本低;③. 不(bu)銹鋼與(yu)異種(zhong)(zhong)材(cai)釬(han)焊時避免某些材(cai)料與(yu)爐內氣(qi)(qi)氛(fen)的反應,如在含氫(qing)氣(qi)(qi)氛(fen)中釬(han)焊連接不(bu)銹鋼與(yu)鈦(tai)合金時,鈦(tai)金吸氫(qing)并與(yu)氫(qing)反應;④. 生產過程安(an)全。
使用氬氣作保護氣氛時,常見的做法是將真空爐抽至高真空后(10-2~10-3Pa)充入少量氬氣,關閉爐體氣閥后升溫。或者在特制的密封容器內通人流動的氬氣,將空氣趕凈后,容器放入馬弗爐內加熱。也可在趕凈空氣后,關閉氣路,容器放人馬弗爐內加熱,但在升溫過
程中要隨(sui)時(shi)注意(yi)容器內(nei)的(de)(de)(de)壓(ya)力,當容器內(nei)壓(ya)力超過大氣(qi)壓(ya)較多時(shi)應隨(sui)時(shi)放出一(yi)些氣(qi)體,以保證容器完(wan)好和生產(chan)(chan)安全。使用(yong)特制的(de)(de)(de)容器還(huan)有另一(yi)個便利:當使用(yong)未經凈化(hua)(hua)的(de)(de)(de)普通(tong)瓶裝氬氣(qi)時(shi),可向釬(han)焊爐內(nei)通(tong)入少(shao)(shao)許BF3氣(qi)體釬(han)劑,或加入少(shao)(shao)許氟硼(peng)酸鉀,氟硼(peng)酸鉀在(zai)800~900℃分解產(chan)(chan)生BF3.BF3可以去(qu)除金屬表面的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物,促進釬(han)料的(de)(de)(de)潤濕。氣(qi)體釬(han)劑的(de)(de)(de)使用(yong)濃度一(yi)般控制在(zai)0.1%~0.001%(體積分數),避免焊后形成殘(can)渣。氟化(hua)(hua)物對人(ren)體有害(hai),要注意(yi)工作(zuo)場地的(de)(de)(de)通(tong)風。
在真空爐中釬焊不銹鋼是一種常用且理想的方法。釬焊不銹鋼時一般要求真空度達到10-2~10-3Pa,并且要求真空爐的氣體泄漏率小于10-2Pa/s.使用真空爐釬焊不銹鋼的好處是:可避免不銹鋼的氧化;可避免釬焊爐內氣氛對母材的不良影響;真空爐升、降溫速度慢,工件不變形或變形量很小;無論以何種方式添加釬料均不會在接頭內形成氣孔;無需消耗保護氣體;無需氣體凈化裝置;無安全隱患;帶有充氣及快冷風扇置的真空爐同樣具有較高的生產率,并可實現釬焊與焊后工件熱處理的結合。
在氫氣或分解氨氣氛爐中釬焊不銹鋼可使用紫銅、銅基、銀基、錳基、鎳基和金基釬料。在氬氣氛爐中釬焊不銹鋼可使用銅基、銀基、錳基、金基釬料。在真空爐中釬焊不銹鋼可采用紫銅、不含易蒸發元素(Zn、Cd)或僅含少量高蒸汽壓元素(Mn)的銅基和銀基釬料、鎳基釬料和金基釬料。使用鎳基釬料釬焊不銹鋼薄件時,要選擇對母材溶蝕傾向小的釬料。
爐中(zhong)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)影(ying)響釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)頭性(xing)能,特(te)別是力學性(xing)能的(de)(de)主(zhu)要工藝參數包釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)一(yi)(yi)般選擇在(zai)釬(han)(han)(han)料(liao)液相(xiang)線溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)以(yi)上50~100℃,保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)在(zai)5~10min.當(dang)(dang)工件較大時(shi)(shi),可(ke)在(zai)升溫(wen)(wen)(wen)過(guo)程(cheng)中(zhong)釬(han)(han)(han)料(liao)固(gu)相(xiang)線溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)以(yi)下(xia)某溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)一(yi)(yi)段(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian),確保(bao)工件溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)均勻(yun)。使用鎳(nie)基(ji)釬(han)(han)(han)料(liao)時(shi)(shi),除了釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)外,釬(han)(han)(han)縫(feng)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)也是接(jie)(jie)(jie)頭強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)塑性(xing)的(de)(de)決定因素(su)之一(yi)(yi)。圖(tu)3-5、圖(tu)3-6顯示了三種鎳(nie)基(ji)釬(han)(han)(han)料(liao)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)不銹鋼(gang)時(shi)(shi)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)頭強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)與釬(han)(han)(han)縫(feng)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)的(de)(de)關系(xi)。為降低(di)釬(han)(han)(han)料(liao)的(de)(de)熔點,鎳(nie)基(ji)釬(han)(han)(han)料(liao)中(zhong)含有較多(duo)(duo)的(de)(de)硼(peng)(peng)、硅、磷,它們在(zai)釬(han)(han)(han)料(liao)組(zu)織中(zhong)以(yi)脆(cui)性(xing)的(de)(de)硼(peng)(peng)化物(wu)(wu)、硅化物(wu)(wu)、磷化物(wu)(wu)形式存(cun)在(zai)。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)在(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)下(xia),當(dang)(dang)釬(han)(han)(han)縫(feng)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)小(xiao)于某一(yi)(yi)數值,硼(peng)(peng)、硅、磷向(xiang)母(mu)材擴(kuo)散充(chong)分,凝固(gu)后釬(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織為鎳(nie)基(ji)固(gu)溶體,釬(han)(han)(han)縫(feng)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)高(gao)、塑性(xing)好,此(ci)數值稱作該釬(han)(han)(han)料(liao)在(zai)此(ci)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)最大釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)。當(dang)(dang)釬(han)(han)(han)縫(feng)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)超(chao)過(guo)最大間(jian)(jian)隙(xi)(xi),釬(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)硼(peng)(peng)、硅、磷向(xiang)母(mu)材擴(kuo)散不充(chong)分,釬(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)會(hui)存(cun)在(zai)脆(cui)性(xing)化合物(wu)(wu),釬(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)塑性(xing)都會(hui)下(xia)降。而且在(zai)一(yi)(yi)定范(fan)圍(wei)內,釬(han)(han)(han)縫(feng)越寬,釬(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)脆(cui)性(xing)相(xiang)越多(duo)(duo),接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)塑性(xing)越低(di)。
在釬(han)(han)(han)(han)焊(han)實際部件時(shi)(shi),有時(shi)(shi)部件加工(gong)精度(du)(du)或裝配精度(du)(du)很難保(bao)證釬(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)間(jian)隙(xi)很小,適(shi)當地(di)提(ti)高(gao)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)(wen)度(du)(du)或延長(chang)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)可(ke)增大(da)最大(da)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)間(jian)隙(xi),見圖3-7。當在高(gao)溫(wen)(wen)下長(chang)時(shi)(shi)間(jian)保(bao)溫(wen)(wen)造(zao)成母材(cai)晶粒過分長(chang)大(da)或釬(han)(han)(han)(han)料對母材(cai)溶蝕過度(du)(du)時(shi)(shi),也(ye)可(ke)在焊(han)后接(jie)頭冷卻到(dao)某一較(jiao)低溫(wen)(wen)度(du)(du)保(bao)溫(wen)(wen),通過擴散消除釬(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)脆性(xing)相而增大(da)最大(da)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)間(jian)隙(xi),見圖3-8。但(dan)由于磷原子較(jiao)大(da),向母材(cai)中擴散困難,這些措施(shi)對Ni-Cr-P和Ni-P這類釬(han)(han)(han)(han)料作用不大(da)。
爐中釬焊時為控制釬料不流到接頭外其他部位或造成工件與卡具的粘連,可在防止釬料潤濕處涂止焊劑。釬焊不銹鋼時可以用TiO2、Y2O3或云母粉與乙醇混和后做止焊劑。