不(bu)銹鋼的爐中(zhong)釬焊一般是在某(mou)種保(bao)護(hu)性(xing)氣(qi)氛下或真空中(zhong)進行,保(bao)護(hu)氣(qi)氛有氫(qing)氣(qi)、分解氨和氬氣(qi)。
干燥的氫氣或分解氨常用做爐中釬焊不銹(xiu)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(shi)用(yong)氫(qing)氣或分解氨作(zuo)保(bao)護氣氛(fen)的好(hao)處(chu)是:可實現釬(han)焊(han)爐的連續工作(zuo),便于大批量生(sheng)(sheng)產;釬(han)焊(han)過程中(zhong)不需使(shi)用(yong)釬(han)劑,且焊(han)后工件(jian)光亮,無需任何焊(han)后工件(jian)表面清理工作(zuo);可配合選用(yong)的釬(han)料品種(zhong)多;在批量生(sheng)(sheng)產條件(jian)下焊(han)接(jie)成本低。但(dan)是使(shi)用(yong)氫(qing)氣或分解氨作(zuo)保(bao)護氣氛(fen)時(shi)要注意生(sheng)(sheng)產安全,當(dang)空氣中(zhong)混有4%~74%的氫(qing)氣或12.5%~27%氨氣時(shi),會(hui)因燃(ran)燒(shao)而產生(sheng)(sheng)爆炸。
作為惰(duo)性氣(qi)(qi)體(ti),氬氣(qi)(qi)可用作爐中釬(han)焊(han)不(bu)銹鋼時的(de)保護氣(qi)(qi)氛(fen)。與(yu)氫氣(qi)(qi)和(he)分解氨不(bu)同,氬氣(qi)(qi)不(bu)具有還原性,只是利(li)用其惰(duo)性保護不(bu)銹鋼表面在釬(han)焊(han)過程中不(bu)氧化,所以不(bu)銹鋼進爐釬(han)焊(han)前必須徹底清除其表面的(de)氧化膜,并(bing)且一般(ban)要求氬氣(qi)(qi)的(de)露點低于-40℃。
使用氬氣(qi)作保護氣(qi)氛一般是因(yin)為以下某(mou)(mou)種或(huo)多種原因(yin):①. 可采用含(han)高蒸汽壓元素的釬,如(ru)(ru)錳(meng)基釬料或(huo)含(han)錳(meng)較多的釬料;②. 單件(jian)或(huo)小批量(liang)釬焊(han)(han)時,設(she)備成本低;③. 不銹(xiu)鋼(gang)與異種材釬焊(han)(han)時避免某(mou)(mou)些材料與爐(lu)內氣(qi)氛的反(fan)應,如(ru)(ru)在(zai)含(han)氫(qing)氣(qi)氛中釬焊(han)(han)連(lian)接不銹(xiu)鋼(gang)與鈦合金(jin)時,鈦金(jin)吸氫(qing)并(bing)與氫(qing)反(fan)應;④. 生產過程安全。
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
程中要隨時注意容(rong)器內(nei)的(de)壓力(li),當容(rong)器內(nei)壓力(li)超過大氣壓較多時應隨時放出一些氣體,以保證容(rong)器完好和(he)生產(chan)安(an)全(quan)。使(shi)(shi)用特制的(de)容(rong)器還有另一個便利(li):當使(shi)(shi)用未經凈化的(de)普通瓶裝氬氣時,可向釬(han)焊(han)爐內(nei)通入(ru)少(shao)許BF3氣體釬(han)劑,或(huo)加入(ru)少(shao)許氟(fu)硼(peng)酸鉀(jia),氟(fu)硼(peng)酸鉀(jia)在800~900℃分解產(chan)生BF3.BF3可以去除金屬表面的(de)氧化物,促進釬(han)料的(de)潤濕(shi)。氣體釬(han)劑的(de)使(shi)(shi)用濃度一般(ban)控制在0.1%~0.001%(體積分數),避免(mian)焊(han)后形(xing)成殘渣。氟(fu)化物對人體有害,要注意工作場地的(de)通風。
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。
爐中釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)(shi)影(ying)響釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能,特別是力(li)學性(xing)能的(de)(de)主要(yao)工藝參數(shu)(shu)包釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)、保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)一(yi)般選擇在(zai)(zai)(zai)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料液相(xiang)(xiang)線溫(wen)(wen)度(du)以(yi)上50~100℃,保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間在(zai)(zai)(zai)5~10min.當工件較大時(shi)(shi)(shi),可在(zai)(zai)(zai)升(sheng)溫(wen)(wen)過(guo)程中釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料固相(xiang)(xiang)線溫(wen)(wen)度(du)以(yi)下(xia)某溫(wen)(wen)度(du)保(bao)溫(wen)(wen)一(yi)段時(shi)(shi)(shi)間,確保(bao)工件溫(wen)(wen)度(du)均勻。使用鎳基(ji)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料時(shi)(shi)(shi),除了釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間外,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)也是接(jie)頭(tou)(tou)強(qiang)度(du)和(he)塑(su)(su)(su)性(xing)的(de)(de)決定因素之一(yi)。圖3-5、圖3-6顯示了三(san)種鎳基(ji)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)不銹鋼時(shi)(shi)(shi)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)頭(tou)(tou)強(qiang)度(du)與(yu)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)的(de)(de)關(guan)系。為(wei)降低(di)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料的(de)(de)熔點,鎳基(ji)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料中含(han)有較多的(de)(de)硼(peng)、硅(gui)、磷(lin),它(ta)們在(zai)(zai)(zai)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料組(zu)織中以(yi)脆性(xing)的(de)(de)硼(peng)化(hua)物(wu)(wu)、硅(gui)化(hua)物(wu)(wu)、磷(lin)化(hua)物(wu)(wu)形式存在(zai)(zai)(zai)。釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)定的(de)(de)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間下(xia),當釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)小(xiao)于某一(yi)數(shu)(shu)值(zhi),硼(peng)、硅(gui)、磷(lin)向母材擴散充分(fen),凝固后釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)組(zu)織為(wei)鎳基(ji)固溶體(ti),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)強(qiang)度(du)高、塑(su)(su)(su)性(xing)好,此(ci)數(shu)(shu)值(zhi)稱(cheng)作該釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)料在(zai)(zai)(zai)此(ci)釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間下(xia)的(de)(de)最大釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)間隙(xi)。當釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)超過(guo)最大間隙(xi),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中硼(peng)、硅(gui)、磷(lin)向母材擴散不充分(fen),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中會(hui)存在(zai)(zai)(zai)脆性(xing)化(hua)合物(wu)(wu),釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)塑(su)(su)(su)性(xing)都會(hui)下(xia)降。而且在(zai)(zai)(zai)一(yi)定范(fan)圍內,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)越寬,釬(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中脆性(xing)相(xiang)(xiang)越多,接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)塑(su)(su)(su)性(xing)越低(di)。

在釬(han)焊(han)實際(ji)部件(jian)時(shi),有時(shi)部件(jian)加工精度(du)或裝配精度(du)很難(nan)保(bao)證釬(han)縫間隙很小,適當(dang)地提高(gao)(gao)釬(han)焊(han)溫(wen)(wen)度(du)或延長(chang)保(bao)溫(wen)(wen)時(shi)間可增大(da)(da)最大(da)(da)釬(han)焊(han)間隙,見圖3-7。當(dang)在高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下長(chang)時(shi)間保(bao)溫(wen)(wen)造成母材(cai)晶(jing)粒過分長(chang)大(da)(da)或釬(han)料對(dui)(dui)母材(cai)溶(rong)蝕過度(du)時(shi),也可在焊(han)后接頭冷卻(que)到某一較低溫(wen)(wen)度(du)保(bao)溫(wen)(wen),通過擴(kuo)散消(xiao)除(chu)釬(han)縫中的脆性(xing)相而增大(da)(da)最大(da)(da)釬(han)焊(han)間隙,見圖3-8。但由于(yu)磷原子較大(da)(da),向(xiang)母材(cai)中擴(kuo)散困難(nan),這些措施(shi)對(dui)(dui)Ni-Cr-P和Ni-P這類釬(han)料作(zuo)用不大(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。

