不銹鋼的(de)爐中釬(han)焊一(yi)般(ban)是在某種(zhong)保(bao)護性氣(qi)氛下(xia)或(huo)真空中進行(xing),保(bao)護氣(qi)氛有氫氣(qi)、分(fen)解氨和氬氣(qi)。
干燥的氫氣或分解氨常用做爐中釬(han)焊不銹鋼時的還原性保護氣氛,它們可還原不銹鋼表面的氧化膜,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)(yong)氫氣(qi)(qi)或分(fen)解氨(an)(an)作保護氣(qi)(qi)氛的好處(chu)是(shi):可實現釬焊爐的連續工作,便于大批量生(sheng)產;釬焊過(guo)程中不需(xu)使用(yong)(yong)釬劑,且焊后(hou)工件光亮(liang),無需(xu)任何(he)焊后(hou)工件表面清理(li)工作;可配(pei)合選用(yong)(yong)的釬料(liao)品種多;在批量生(sheng)產條件下焊接成本低(di)。但是(shi)使用(yong)(yong)氫氣(qi)(qi)或分(fen)解氨(an)(an)作保護氣(qi)(qi)氛時要(yao)注(zhu)意(yi)生(sheng)產安全,當空(kong)氣(qi)(qi)中混有4%~74%的氫氣(qi)(qi)或12.5%~27%氨(an)(an)氣(qi)(qi)時,會(hui)因燃燒(shao)而產生(sheng)爆炸。
作(zuo)為惰性(xing)氣(qi)體,氬氣(qi)可用作(zuo)爐(lu)中(zhong)釬(han)(han)焊不(bu)銹(xiu)鋼(gang)時的保護氣(qi)氛。與(yu)氫氣(qi)和分解氨不(bu)同,氬氣(qi)不(bu)具有還(huan)原性(xing),只(zhi)是(shi)利(li)用其(qi)惰性(xing)保護不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面在(zai)釬(han)(han)焊過程中(zhong)不(bu)氧化,所以不(bu)銹(xiu)鋼(gang)進爐(lu)釬(han)(han)焊前(qian)必須徹底清除(chu)其(qi)表面的氧化膜(mo),并(bing)且(qie)一般要求(qiu)氬氣(qi)的露點低于-40℃。
使(shi)用(yong)氬氣(qi)作保護氣(qi)氛一(yi)般是(shi)因為(wei)以下某(mou)種(zhong)(zhong)或(huo)多種(zhong)(zhong)原因:①. 可(ke)采用(yong)含高蒸汽壓元素(su)的(de)釬(han),如錳(meng)(meng)基釬(han)料(liao)或(huo)含錳(meng)(meng)較多的(de)釬(han)料(liao);②. 單件(jian)或(huo)小批量釬(han)焊(han)時,設備成(cheng)本(ben)低(di);③. 不銹鋼與(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)材釬(han)焊(han)時避免某(mou)些材料(liao)與(yu)爐(lu)內氣(qi)氛的(de)反應(ying),如在含氫(qing)氣(qi)氛中釬(han)焊(han)連(lian)接不銹鋼與(yu)鈦合(he)金時,鈦金吸氫(qing)并與(yu)氫(qing)反應(ying);④. 生產過(guo)程安全。
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)(shi)注(zhu)意容(rong)(rong)器內的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li),當容(rong)(rong)器內壓(ya)(ya)力(li)超過(guo)大氣壓(ya)(ya)較多(duo)時(shi)(shi)應隨(sui)時(shi)(shi)放(fang)出一些氣體(ti),以保證容(rong)(rong)器完好和生產安全。使(shi)(shi)用特制(zhi)的(de)(de)(de)容(rong)(rong)器還有另一個便(bian)利:當使(shi)(shi)用未經凈化的(de)(de)(de)普通(tong)瓶裝氬氣時(shi)(shi),可(ke)向釬焊爐內通(tong)入少(shao)許BF3氣體(ti)釬劑,或加入少(shao)許氟(fu)硼酸(suan)鉀,氟(fu)硼酸(suan)鉀在800~900℃分(fen)解(jie)產生BF3.BF3可(ke)以去除金屬表面的(de)(de)(de)氧化物,促進(jin)釬料(liao)的(de)(de)(de)潤濕(shi)。氣體(ti)釬劑的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用濃度(du)一般控制(zhi)在0.1%~0.001%(體(ti)積(ji)分(fen)數),避免(mian)焊后形成殘渣。氟(fu)化物對人(ren)體(ti)有害,要注(zhu)意工(gong)作場地的(de)(de)(de)通(tong)風(feng)。
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)(zhong)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)時(shi)(shi)影(ying)響釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)接(jie)頭(tou)性(xing)(xing)能,特別是力學性(xing)(xing)能的主(zhu)要工(gong)藝參(can)數(shu)包(bao)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)度(du)(du)、保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)度(du)(du)一(yi)般選擇在釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料液相線(xian)溫(wen)度(du)(du)以(yi)上50~100℃,保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)在5~10min.當工(gong)件較(jiao)大(da)時(shi)(shi),可在升溫(wen)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料固相線(xian)溫(wen)度(du)(du)以(yi)下某(mou)溫(wen)度(du)(du)保(bao)溫(wen)一(yi)段時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian),確保(bao)工(gong)件溫(wen)度(du)(du)均勻。使用鎳(nie)基釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料時(shi)(shi),除了(le)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)度(du)(du)和(he)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)外,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫間(jian)(jian)(jian)隙也是接(jie)頭(tou)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)塑性(xing)(xing)的決定因素之(zhi)一(yi)。圖3-5、圖3-6顯示了(le)三種鎳(nie)基釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)不銹鋼時(shi)(shi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)接(jie)頭(tou)強(qiang)(qiang)度(du)(du)與釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫間(jian)(jian)(jian)隙的關(guan)系。為降低(di)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料的熔(rong)點(dian),鎳(nie)基釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料中(zhong)(zhong)含有較(jiao)多(duo)的硼(peng)、硅、磷,它們在釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)以(yi)脆性(xing)(xing)的硼(peng)化物(wu)、硅化物(wu)、磷化物(wu)形(xing)式(shi)存在。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)時(shi)(shi)在一(yi)定的釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)度(du)(du)和(he)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)下,當釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫間(jian)(jian)(jian)隙小于某(mou)一(yi)數(shu)值(zhi),硼(peng)、硅、磷向母材(cai)擴散充(chong)分(fen),凝(ning)固后(hou)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫組(zu)(zu)織為鎳(nie)基固溶體,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫強(qiang)(qiang)度(du)(du)高、塑性(xing)(xing)好(hao),此數(shu)值(zhi)稱作(zuo)該釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)料在此釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)溫(wen)度(du)(du)和(he)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)下的最大(da)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)間(jian)(jian)(jian)隙。當釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫間(jian)(jian)(jian)隙超(chao)過(guo)最大(da)間(jian)(jian)(jian)隙,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)硼(peng)、硅、磷向母材(cai)擴散不充(chong)分(fen),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)會(hui)存在脆性(xing)(xing)化合物(wu),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)塑性(xing)(xing)都(dou)會(hui)下降。而且在一(yi)定范圍內,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫越寬,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)脆性(xing)(xing)相越多(duo),接(jie)頭(tou)的強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)塑性(xing)(xing)越低(di)。

在釬(han)焊實際部(bu)件時,有時部(bu)件加工精(jing)度或(huo)裝配精(jing)度很難保證釬(han)縫間隙(xi)很小(xiao),適當地(di)提高釬(han)焊溫度或(huo)延長(chang)保溫時間可增大(da)(da)(da)最(zui)大(da)(da)(da)釬(han)焊間隙(xi),見圖3-7。當在高溫下長(chang)時間保溫造成母材晶粒過(guo)分長(chang)大(da)(da)(da)或(huo)釬(han)料對母材溶蝕過(guo)度時,也可在焊后接頭冷卻到(dao)某一較(jiao)低溫度保溫,通過(guo)擴(kuo)(kuo)散消除釬(han)縫中(zhong)的脆(cui)性相而(er)增大(da)(da)(da)最(zui)大(da)(da)(da)釬(han)焊間隙(xi),見圖3-8。但(dan)由于磷(lin)原子較(jiao)大(da)(da)(da),向母材中(zhong)擴(kuo)(kuo)散困難,這些(xie)措施對Ni-Cr-P和Ni-P這類釬(han)料作用不大(da)(da)(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。

