常用金属焊接性之高温合金的钎焊
- 格式:docx
- 大小:55.29 KB
- 文档页数:4
镍基钎焊材料镍基钎焊材料是一种常用于高温环境下的焊接材料,其具有良好的耐高温性、耐腐蚀性和高强度等优良特性。
本文将从镍基钎焊材料的特点、应用领域以及其与其他焊接材料的比较等方面进行阐述。
一、镍基钎焊材料的特点镍基钎焊材料是以镍为主要成分的合金材料,常见的合金元素还包括铬、钛、铜等。
镍基钎焊材料具有以下特点:1. 耐高温性:镍基钎焊材料具有良好的耐高温性能,可在高温环境下保持稳定的力学性能和化学性能。
2. 耐腐蚀性:镍基钎焊材料具有优异的耐腐蚀性能,能够抵御酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀,适用于各种腐蚀性环境下的焊接。
3. 高强度:镍基钎焊材料具有良好的强度和韧性,能够满足高强度焊接的要求。
4. 易加工性:镍基钎焊材料具有良好的可加工性,可通过各种焊接工艺进行加工和成形。
镍基钎焊材料由于其优良的性能,在许多领域得到了广泛应用,主要包括以下几个方面:1. 航空航天领域:镍基钎焊材料被广泛应用于航空航天领域,用于制造航空发动机、涡轮叶片等高温零部件。
2. 能源领域:镍基钎焊材料可用于制造石油、天然气开采设备中的高温阀门、泵体等部件,以及核电站中的核反应堆部件。
3. 化工领域:镍基钎焊材料可用于制造化工设备中的耐腐蚀管道、换热器等部件,能够提高设备的使用寿命和安全性能。
4. 汽车制造领域:镍基钎焊材料可用于汽车发动机排气系统的制造,提高排气系统的耐高温性能和耐腐蚀性能。
三、镍基钎焊材料与其他焊接材料的比较镍基钎焊材料与其他常见的焊接材料相比,具有一定的优势和差异:1. 与银钎焊材料相比,镍基钎焊材料的耐高温性能更好,适用于高温环境下的焊接。
2. 与钢基钎焊材料相比,镍基钎焊材料的耐腐蚀性能更好,适用于腐蚀性介质中的焊接。
3. 与铜基钎焊材料相比,镍基钎焊材料具有更高的强度和耐热性,适用于高强度、高温环境下的焊接。
总结:镍基钎焊材料是一种具有优异性能的焊接材料,其在航空航天、能源、化工、汽车等领域得到了广泛应用。
高温合金焊接技术高温合金是指在高温下具有优异性能的金属材料,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
而高温合金的焊接技术则是将这些材料进行连接的重要手段。
本文将从材料特性、焊接方法和应用领域三个方面进行介绍。
一、材料特性高温合金具有高强度、高温下的抗氧化、耐腐蚀等特性,但其焊接性能却较差。
高温合金的焊接过程中易产生裂纹、气孔等缺陷,影响焊接质量。
因此,选择合适的焊接方法和工艺参数对于高温合金的焊接至关重要。
二、焊接方法1. TIG焊接TIG焊接是一种常用的高温合金焊接方法。
该方法采用惰性气体保护下的非消耗性电极进行焊接,焊接过程中产生的热量较小,能够有效避免高温合金的氧化和变形。
但是,该方法需要高技能的焊接工人进行操作,且焊接速度较慢。
2. 熔覆焊接熔覆焊接是一种将高温合金涂层熔化后与基材进行连接的方法。
该方法能够有效提高焊接质量和效率,但需要注意涂层的选择和熔化温度的控制。
3. 激光焊接激光焊接是一种高能量密度的焊接方法,能够在短时间内将高温合金熔化并进行连接。
该方法具有焊接速度快、热影响区小等优点,但需要高昂的设备投资和技术水平。
三、应用领域高温合金焊接技术广泛应用于航空、航天、能源等领域。
例如,航空发动机中的涡轮叶片、燃气轮机中的叶轮等都需要采用高温合金进行制造和连接。
此外,高温合金焊接技术还被应用于核电站、化工等领域。
总之,高温合金焊接技术是一项重要的技术手段,对于提高高温合金的制造和应用具有重要意义。
在选择焊接方法和工艺参数时,需要根据具体情况进行综合考虑,以确保焊接质量和效率。
14种常用钎焊工艺方法与技术规范钎焊是一种常见的焊接方法,广泛应用于金属制品、航空航天、机械制造、建筑等领域。
下面将介绍14种常用的钎焊工艺方法与技术规范。
1.火焰钎焊:使用氧乙炔火焰进行钎焊,通常用于低温钎焊。
2.电阻钎焊:利用电流通过工件产生热量,将钎料熔化并连接工件。
3.电弧钎焊:利用电焊机产生的电弧将钎料熔化并连接工件。
4.真空钎焊:在低压或真空条件下进行钎焊,避免氧化反应。
5.惰性气体保护钎焊:利用氩气等惰性气体进行保护,防止氧化。
6.爆破钎焊:在钎焊过程中加入定时爆破药剂,提高钎焊质量。
7.块料钎焊:使用金属块料作为钎料,直接加热熔化后连接工件。
8.焊盘钎焊:使用特殊焊盘进行钎焊,保护工件和钎料。
9.超声波钎焊:利用超声波产生的摩擦热进行钎焊。
10.坩埚钎焊:将钎料放入坩埚中进行加热,然后将熔化的钎料倒入连接工件。
11.光束钎焊:利用激光束照射工件进行钎焊。
12.电子束钎焊:利用电子束对工件进行加热和钎焊。
13.感应钎焊:利用感应加热将钎料熔化并连接工件。
14.激光钎焊:利用激光进行钎焊,具有较高的精度和速度。
在进行钎焊时,还需要遵循一些技术规范:1.先清洁工件表面,去除氧化物、油脂等污染物。
2.钎焊前进行预热,提高钎焊质量和连接强度。
3.控制钎焊温度,防止过热或过冷引起焊接质量问题。
4.控制加热时间,避免过长或过短的加热时间影响钎焊质量。
5.控制钎料的使用量,确保钎料能充分填充连接间隙。
6.进行钎焊后,要对焊缝进行清理,去除焊渣和氧化物。
7.钎焊后进行表面处理,提高防腐性和美观度。
8.进行焊接质量检验,确保焊接接头的强度和密封性。
9.钎焊过程中要注意安全,佩戴防护设备,防止伤害。
10.根据具体工件的材料和要求选择合适的钎焊方法和钎料。
总之,钎焊是一种常用的焊接方法,在实际应用中有着广泛的用途。
掌握不同的钎焊工艺方法和遵循相应的技术规范,可以提高钎焊质量,确保焊接接头的强度和密封性。
焊接和钎焊技术比较分析随着技术的不断发展,焊接和钎焊技术也变得越来越复杂和多样化。
在工业生产和维护中,焊接和钎焊作为一种最常用的连接方式,有着不可替代的优点。
本文将分别从焊接和钎焊这两种连接方式的原理、工艺、适用范围、优缺点等方面进行比较分析。
一、焊接技术焊接是指在加热、高温或强力作用下,使要连接的金属材料在一定条件下变成液态或塑性状态,通过液态或塑性金属流动来实现材料的连接。
焊接技术可以分为气焊、电弧焊、激光焊、等离子焊、电子束焊、摩擦焊等多种类型,其中电弧焊是最常见、最基础的焊接方式。
1.原理电弧焊是利用电弧发生器产生高温电弧将金属加热熔化,利用熔池的浮力和吸着力实现金属间的连接。
电流通过焊条、工件和接地线构成一条回路,焊接区域发生弧光,导电蒸汽和金属电子的碰撞作用使焊接区温度升高,直到熔池出现。
熔池形成后,焊工应维持足够的电流、电压和电弧长度,维持熔池的稳定形态,使两端金属物理和化学地结合。
2.工艺焊接工艺是指通过工艺控制来达到焊接连接的目的。
焊接工艺有焊接设备的设置,包括电弧设备、焊接头、松耦配件、姿态调整、输入焊接参数和处理后续工艺等。
焊接制度往往被遵循,其中包含的过程控制、特性参数和质量检查都是关键因素。
3.适用范围焊接适用于大多数金属,包括钢铁、铝、铜等,以及各种复杂金属合金。
焊接可以用于制造各种材料的各种构件,并可以根据所需强度和结构搭配来决定需要的焊接工艺。
4.优缺点(1)优点:焊接连接强度高,接头紧密,重量轻、承受力强、耐腐蚀性能好、导电性能稳定、适合工业化大量生产、便于自动化生产。
(2)缺点:焊接温度较高,易造成残余应力、变形、变色等缺陷,需要对焊件进行后处理。
二、钎焊技术钎焊是将一种金属合金(钎料)加热至低于母材材料熔点的温度,利用与母材的吸附作用和钎料材料的流动性将金属连接在一起的一种连接方式。
钎焊技术可以分为火焰钎焊、电阻钎焊、电弧钎焊、电子束钎焊等多种类型。
1.原理钎焊通过盛钎料,在母材被加热的同时融化钎料,利用钎料的表面张力和低熔点来将钎料润湿程度与母材不同的特性实现连接。
金属焊接技巧:钎焊与氩弧焊入门导言:金属焊接是一种重要的工艺,用于将金属部件连接在一起,以创建坚固的结构和解决问题。
其中钎焊和氩弧焊是两种常见的金属焊接方法。
本文将介绍钎焊和氩弧焊的入门技巧,并提供步骤和注意事项。
一、钎焊入门技巧钎焊是一种利用熔融填料(钎料)填充金属接头之间的空隙来完成焊接的方法。
以下是钎焊的入门技巧:1. 准备工作:- 针对不同金属材料选择合适的钎焊材料,例如铜合金使用银焊料,铁和钢使用铜焊料。
- 将要焊接的金属清洁干净,去除氧化层和油污。
- 将焊件正确定位,使用钳子或夹具固定。
2. 加热:- 使用火焰或电加热器加热工件和钎料,直到达到钎料的熔点。
- 注意温度控制,避免过热或过冷。
3. 钎接:- 在金属接头之间的空隙中加入钎料,确保填满整个间隙。
- 确保钎料在加热下充分流动和渗入金属表面。
- 使用焊笔或喷灯控制焊接位置。
4. 收尾工作:- 等待焊接冷却后进行清理,去除多余的钎料和氧化层。
- 检查焊接质量,确保焊接牢固。
二、氩弧焊入门技巧氩弧焊是通过创建一个保护性气氛以及使用电弧加热钎料和工件来完成焊接的方法。
以下是氩弧焊的入门技巧:1. 准备工作:- 根据金属类型选择适宜的钨电极和焊丝材料。
- 清洁和抛光要焊接的金属表面,确保没有油污和氧化层。
- 安装合适的电极和气体喷枪。
2. 调整设置:- 选择适当的电流和电压设置,以及适当的气体流量。
- 确保电极伸出气氛下的正确长度。
3. 点火:- 将电极靠近工件,然后迅速拉开电极,以形成电弧。
- 控制电弧的稳定性,避免太远或太近。
4. 焊接:- 将焊丝放在电弧中并将其与工件接触,使其熔化并形成焊缝。
- 控制焊丝的速度和焊机的移动速度,以达到理想的焊缝形状。
5. 收尾工作:- 等待焊接冷却后进行清理,去除焊渣和氧化层。
- 检查焊接质量,确保焊缝牢固。
结论:钎焊和氩弧焊是金属焊接中常用的方法。
通过正确的准备工作、适当的加热、精确的钎接和仔细的收尾工作,可以获得结实持久的焊接连接。
钎焊的原理特点应用实例1. 钎焊的原理钎焊是一种用于连接金属的焊接方法,利用高温熔化的焊剂填充到接头处,形成永久性的连接。
其原理主要包括以下几点:•熔化焊剂:使用钎料作为焊剂,钎料在高温条件下熔化并填充在接头处,与基材两侧形成联合。
•表面张力:钎焊时,焊剂具有较低的表面张力,能够渗透到接头的毛细孔中,形成可靠的连接。
•表面润湿性:钎料具有良好的表面润湿性,能够在接头表面形成均匀的润湿层,提高钎焊连接的强度。
•扩散效应:钎焊时,钎料中的成分能够扩散到基材中,形成固溶体和互溶体,使接头连接更加牢固。
2. 钎焊的特点钎焊作为一种常见的金属连接方法,具有以下几个特点:•适用范围广:钎焊适用于各种金属材料的连接,包括铁、钢、铜、铝等。
•无需熔化基材:相比于其他焊接方法,钎焊的温度较低,不需要熔化基材,有效避免了热影响区的问题。
•连接强度高:钎焊连接的强度通常较高,能够承受一定的力矩和拉力。
•连接密封性好:由于钎料能够渗透到接头的毛细孔中,钎焊连接具有较好的密封性能。
•焊接变形小:钎焊过程中,基材的变形较小,不易产生变形。
3. 钎焊的应用实例3.1 金属管道的连接钎焊广泛应用于金属管道的连接,特别是对于带有螺纹接头的管道。
通过钎焊可以实现管道的牢固连接,并能够保证连接处的密封性,防止泄漏。
3.2 电子器件的连接钎焊在电子器件制造中也有重要的应用。
例如,在集成电路的制造中,钎焊可以用于连接芯片和导线,实现电路的连通性。
3.3 珠宝首饰的制作钎焊在珠宝首饰的制作中起到关键作用。
通过钎焊可以将不同材质的珠宝零件连接在一起,形成精美的珠宝作品。
3.4 机械设备的维修钎焊在机械设备的修复和维护过程中也得到了广泛应用。
通过钎焊可以修复和连接损坏的金属部件,延长设备的使用寿命。
3.5 管道修复钎焊还常用于管道的修复工作。
通过钎焊可以修复管道中的裂缝或破损,保证管道的正常运行。
结论钎焊作为一种常用的金属连接方式,具有广泛的应用领域和许多优点。
高温钎焊书高温钎焊是一种常用的金属连接技术,它通过加热和融化填充材料,以形成金属接头而实现金属连接。
这项技术在许多行业中都有广泛的应用,包括航空航天、汽车制造、电子设备和建筑等。
高温钎焊的工作原理是将填充材料加热到比工件基材的熔点低但高于填充材料的熔点,使填充材料融化并与工件基材表面形成一层粘合剂。
在冷却过程中,填充材料与基材形成牢固的连接。
高温钎焊是一种非常可靠的连接方法,因为钎焊接头的强度通常高于工件基材的强度,并且连接部位具有较高的耐腐蚀性。
高温钎焊通常需要使用特殊设备和工具,如气体火焰或电弧熔化装置。
在选择填充材料时,需要考虑填充材料的熔点、化学成分和机械性能等因素。
常用的填充材料包括银、黄铜、镍和钛等。
关于填充材料的选择,需要根据具体应用需求和工件基材的性质进行选择。
高温钎焊的优点之一是可以连接不同材料的工件,包括金属与陶瓷、金属与塑料等。
这使得高温钎焊成为一种独特的连接方法,适用于复杂的工艺要求。
此外,高温钎焊也可以实现精确的连接,因为填充材料在液态时具有较低的表面张力,可以流入细小的缺陷和间隙。
然而,高温钎焊也存在一些局限性和挑战。
首先,高温钎焊需要较高的温度和环境控制,以确保填充材料充分熔化和扩散到工件基材中。
这要求操作者具备专业的技能和经验,并且需要一定的设备和设施支持。
其次,高温钎焊的过程可能会导致工件变形和应力集中等问题,需要进行适当的工艺控制和调整。
而且,一些金属在高温下容易氧化,需要特殊的保护措施来防止氧化。
总结来说,高温钎焊是一种常用的金属连接技术,具有广泛的应用前景。
它可以实现不同材料之间的精确连接,并提供高强度和耐腐蚀性的接头。
然而,高温钎焊的过程需要专业知识和经验,同时也需要合适的设备和设施。
鉴于高温钎焊的复杂性和特殊性,使用该技术时应特别注意安全和可靠性,并根据具体的应用需求进行适当的工艺调整和优化。
常用金属焊接性之高温合金的钎焊高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。
这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类;在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。
镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。
固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相,通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能,阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。
沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。
这些元素除形成强化固溶体外,还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相;同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。
TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒,产生弥散强化效果的新型高温合金。
一:钎焊性高温合金均含有较多的铬,加热时表面形成稳定的Cr2O3,比较难以去除;此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。
铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。
因此,如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。
镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度,促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀;并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。
对薄的工件来说是很不利的。
所以镍基高温合金一般都在保护气氛,尤其是在真空中钎焊。
母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。
对于含铝和钛低的合金,热态真空度不应低于10-2Pa;对于含铝钛较高的合金,表面氧化物的去除不仅与真空度有关,而且还与加热温度有关。
无论是固溶强化,还是沉淀强化的镍基高温合金,都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。
镍基拼接的钎焊温度
镍基合金是一种常用的高温合金材料,用于制造高温下工作的
零部件,如航空发动机的涡轮叶片、燃烧室等。
在进行镍基合金的
拼接钎焊时,钎焊温度是一个非常重要的参数。
一般来说,镍基合
金的钎焊温度取决于具体合金的成分、应用环境和所需的焊接性能。
首先,镍基合金通常具有较高的熔点,因此在钎焊过程中需要
使用高温钎焊材料。
常见的镍基合金钎焊材料包括镍基钎料,其熔
点一般在1000摄氏度以上。
钎焊温度一般会略高于钎料的熔点,以
确保钎料能够充分润湿和渗透到被钎接的材料表面,从而实现良好
的钎焊效果。
其次,钎焊温度还受到钎接材料的影响。
镍基合金通常具有良
好的耐热性能,但在高温下仍然会发生一定程度的热变形和氧化。
因此,在选择钎焊温度时,需要考虑到被钎接材料的热变形和氧化
情况,以避免对材料性能造成不利影响。
此外,钎焊温度还需要考虑到焊接后的残余应力和变形情况。
过高的钎焊温度可能导致焊接接头产生过大的残余应力,从而影响
零件的尺寸稳定性和使用寿命。
因此,在确定钎焊温度时,需要综
合考虑材料的热物理性能和工程要求。
总的来说,镍基合金的拼接钎焊温度是一个复杂的问题,需要
综合考虑材料性能、钎料特性和工程要求。
在实际应用中,需要通
过试验和实践不断优化钎焊工艺参数,以获得满足要求的钎焊接头。
复合材料与高温合金反应复合扩散钎焊一、复合材料与高温合金概述复合材料是由两种或多种材料通过特定的工艺组合而成,具有优异的力学性能和化学稳定性。
高温合金是指在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性等性能的金属材料。
在航空航天、能源、化工等高技术领域,复合材料与高温合金发挥着举足轻重的作用。
二、反应复合扩散钎焊原理反应复合扩散钎焊是一种将复合材料与高温合金相结合的焊接方法。
通过在高温下进行金属间的反应扩散,使复合材料与高温合金界面实现牢固连接。
该过程主要包括:界面反应、扩散、钎焊三个阶段。
三、反应复合扩散钎焊工艺流程1.准备工作:对复合材料和高温合金表面进行清洗、除锈、粗糙处理,以提高焊接质量。
2.界面反应:将处理好的复合材料和高温合金放入真空炉中,加热至一定温度,使金属间发生反应。
3.扩散阶段:在真空条件下,升高温度,使反应生成物在界面处扩散。
4.钎焊:在适当温度下,加入钎料,使界面处形成焊缝。
5.冷却:焊接完成后,缓慢冷却至室温,得到牢固连接的复合材料与高温合金部件。
四、反应复合扩散钎焊应用领域反应复合扩散钎焊技术在以下领域得到广泛应用:1.航空航天:发动机、涡轮叶片、机翼等部件的制造。
2.能源:核反应堆、燃气轮机等高温环境下的部件焊接。
3.化工:高温、高压设备的制造与维修。
4.交通运输:高速列车、汽车引擎等高温部件的制造。
五、反应复合扩散钎焊的优势与挑战优势:1.优异的力学性能和化学稳定性。
2.高的焊接强度和焊缝质量。
3.适用于复杂形状和结构的部件焊接。
挑战:1.焊接过程对温度和真空度的控制要求高。
2.界面反应和扩散过程复杂,难以掌握。
3.焊接设备投入成本较高。
六、我国在该领域的发展现状与展望我国在反应复合扩散钎焊技术方面已取得了显著成果,逐步形成了产业化。
未来发展趋势如下:1.提高焊接质量与效率。
2.研发新型钎料和焊接工艺。
3.拓展应用领域,满足国家重大工程项目需求。
4.加强与国际先进技术的交流合作。
高温合金焊接方法
高温合金焊接是一种特殊的焊接方法,主要用于焊接高温合金材料,例如钨合金、钼合金、铬合金等。
这些材料具有高温强度和耐腐蚀性能,因此在航空、航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
高温合金焊接方法主要包括氩弧焊、电子束焊、激光焊等。
其中,氩弧焊是最常用的方法之一。
在氩弧焊中,焊接区域被加热到一定温度,然后使用氩气作为保护气体,保护焊接区域不受氧化和污染。
电子束焊和激光焊则利用高能电子束和激光束将焊接区域加热至高温,从而实现焊接。
高温合金焊接方法的选择取决于材料的类型和工件的形状、尺寸等因素。
在焊接过程中,需要注意控制焊接温度、保护气体流量和焊接速度等参数,以保证焊接质量和稳定性。
同时,也需要对焊接后的工件进行热处理等后续处理,以消除应力和提高材料的性能。
总之,高温合金焊接是一项重要的工艺,对于提高材料的耐高温和耐蚀性能具有重要意义。
在实际应用中,需要结合不同的焊接方法和后续处理技术,以满足不同领域的需要。
- 1 -。
2. 14注意事项3. ▪基本方法4. ▪安全事项应用特点编辑⑴钎焊加热温度较低,接头光滑平整,组织和机械性能变化小钎焊金刚石磨轮,变形小,工件尺寸精确。
⑵可焊异种金属,也可焊异种材料,且对工件厚度差无严格限制。
⑶有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头,生产率很高。
⑷钎焊设备简单,生产投资费用少。
⑸接头强度低,耐热性差,且焊前清整要求严格,钎料价格较贵。
应用钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。
主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。
钎焊时,对被钎接工件接触表面经清洗后,以搭接形式进行装配,把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。
当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后,钎料将熔化并浸润焊件表面。
液态钎料借助毛细管作用,将沿接缝流动铺展。
于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解,相互渗透,形成合金层,冷凝后即形成钎接接头。
钎焊在机械、电机、仪表、无线电等部门都得到了广泛的应用。
硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等;在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中,钎焊甚至是唯一可能的连接方法。
[1]钎焊的特点一是接头表面光洁,气密性好,形状和尺寸稳定,焊件的组织和性能变化不大,可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。
钎焊时,还可采用对工件整体加热,一次焊完很多条焊缝,提高了生产率。
但钎焊接头的强度较低,多采用搭接接头,靠通过增加搭接长度来提高接头强度;另外,钎焊前的准备工作要求较高。
二是钎料熔化而焊件不熔化。
为了使钎接部分连接牢固,增强钎料的附着作用,钎焊时要用钎剂,以便清除钎料和焊件表面的氧化物。
硬钎料(如铜基、银基、铝基、镍基等),具有较高的强度,可以连接承受载荷的零件,应用比较广泛,如硬质合金刀具、自行车车架。
软钎料(如锡、铅、铋等),焊接强度低,主要用于焊接不承受载荷但要求密封性好的焊件,如容器、仪表元件等。
钎焊和焊接的原理和技术钎焊和焊接是一种金属连接方式,通过加热和熔化金属,使不同部件相互连接。
钎焊和焊接的用途非常广泛,包括建筑、汽车、航空航天、电子、船舶等领域。
一、钎焊的原理和技术1. 原理钎焊是一种通过加热和熔化钎料,利用钎料的润湿性和毛细作用,在被连接的金属表面形成一层坚固的连接。
钎料通常是一种低熔点的金属合金,被熔化后填补接合部件间的空隙,形成强固的连接。
2. 技术1) 选择钎料钎料的选择应该根据应用环境、连接部件的材质和结构、连接要求等因素来确定。
通常的钎料包括银钎料、黄铜钎料、铜钎料、镍钎料、铝钎料、热熔焊料等。
2) 准备接合部件钎焊之前,必须将接合部件做好清洁处理,以确保钎料能够顺利润湿和形成一层坚固的连接。
此外,接合部件的形状和尺寸也应该满足连接要求。
3) 加热接合部件的加热采用火焰加热,电加热等方式。
加热的温度应该根据钎料的种类和材质以及接合部件的材质和结构等因素来确定。
当接合部件达到适当的温度时,钎料开始熔化,并渗入接合部件间的空隙中。
4) 烧制当钎料熔化后,接合部件应该保持在加热状态下,直到钎料完成烧结和润湿。
这通常需要一定的时间。
烧结过程中应该注意恰当的加热温度和维护加热时间的稳定性。
5) 冷却当钎焊完成后,接合部件应该缓慢地降温。
在降温过程中,应该避免接合部件在过度快速的温度差下失真和脆化。
二、焊接的原理和技术1. 原理焊接是一种通过加热和熔化金属,形成固态连结的方法。
在各种焊接方法中,电弧焊和气体保护焊是最常用的方法。
2. 技术1) 选择焊接材料焊接的材料通常是钢材、不锈钢、铝合金和铜合金等材料。
在进行焊接时,应该根据材料的特点和应用要求来选择相应的焊接材料。
2) 准备焊接部件在进行焊接之前,应该认真地检查接头角度和合适的间隙。
接头应该被清洁干净,并切割出符合焊接要求的形状和尺寸。
3) 接头的位置和固定在进行焊接之前,应该确定焊接部件的位置,并进行固定。
这有助于焊接过程中保持稳定和准确。
高温合金的钎焊1 高温合金可分为以下几类1.1铁基高温合金如GH132,它属于时效硬化奥氏体合金,可制造 700℃以下工作的工件。
1.2铁镍基高温合金如 K14,用于 900℃以下燃气涡轮导向叶片或工作叶片。
1.3 镍基高温合金,绝大部分高温合金均属于镍基合金,它们用来制造火焰筒,燃烧室和加力燃烧室,涡轮工作叶片和导向叶片等。
1.4钴基合金在我国应用较少。
1.5用于钎焊结构的一些高温合金的成分、牌号和热处理规范列于表1。
表1 高温合金成分、牌号和热处理规范2 钎焊特点2.1高温合金含有较多的铬,表面的 Cr2O3比较难以去除。
钎焊高温合金时,很少采用钎剂,因为钎剂中的硼酸和硼砂同母材作用后产生硼向母材渗入的现象,造成各种缺陷。
所以高温合金绝大多数都用气体保护钎焊和真空钎焊。
同时对保护气体的纯度要求很高。
2.2对于一些含铝、钛量高的高温合金来说,如GH33、GH37、GH132、K3、K14、K17等,它们的表面除了形成Cr2O3外,还有A123和TiO2等氧化物,这二种氧化物无论是在氢气或氩气保护下钎焊均不能去除,必须采取一些其它措施。
含铝、钛高的合金最适宜于真空钎焊,此时,可得到光洁的表面,确保钎料很好铺展。
2.3 高温合金都在淬火状态下使用,有的还要经过时效处理,以保证获得最佳性能。
因此对这些合金的钎焊温度应选择尽量与它们的淬火温度一致。
钎焊温度过高,会影响其性能,例如,与 GH33成分相接近的Incone1702合金,经1220℃钎焊和正常热处理后的性能示于图1。
由于钎焊温度比正常淬火温度高得多,钎焊后虽经热处理,但在各种温度下合金的强度要比未经钎焊的低得多。
图1 Incone1702合金机械性能与温度的关系1—正常热处理 2—1220℃钎焊+正常热处理2.4 而对于GH37、K3等固溶处理温度较高(1200℃左右)的合金来说,经1200℃钎焊加热后,对合金性能没有影响。
2.5 对时效硬化合金来说,钎焊后还应按照规定的规范进行时效处理。
高温合金管道的焊接工艺主要包括焊前准备、焊接方法的选择和焊接参数的确定等步骤。
以下是一些建议的工艺步骤:
焊前准备:清理管道表面,确保无油污、无氧化物等杂质。
对于坡口处理,需要保证坡口形式、尺寸和精度满足焊接要求。
同时,对焊接区域进行预热,以减少焊接过程中产生的热应力。
焊接方法的选择:根据高温合金的特性和管道厚度,选择合适的焊接方法。
常用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊和电阻焊等。
在高温合金管道焊接中,通常选择气体保护焊,如钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊等,以保证焊接质量。
焊接参数的确定:根据焊接方法和管道材质,确定合适的焊接参数,如电流、电压、焊接速度和焊接顺序等。
这些参数的选择直接影响到焊接质量和效率。
焊接过程控制:在焊接过程中,要严格控制焊接速度和焊接温度,避免产生热裂纹和未熔合等缺陷。
同时,注意保护焊接区域免受氧化和污染。
焊后处理:焊接完成后,对焊缝进行外观检查和无损检测,确保焊缝质量符合要求。
对焊接区域进行消应力热处理,以消除焊接过程中产生的残余应力。
总之,高温合金管道的焊接工艺需要综合考虑材料特性、焊接方法和焊接参数等因素,以确保焊接质量和效率。
在实际操作中,还需根据具体情况进行调整和优化。
高温合金的钎焊高温合金要求能在600℃以上高温抗氧化和防腐蚀,并能在一定应力下作用下长期工作的金属材料。
高温合金按其成分可分为铁基、镍基和钴基合金;按生产工艺可分为变形、铸造、粉末冶金和机械合金化高温合金。
为适应高温工作要求,合金必须采取强化手段。
对Fe、Ni和Co基高温合金主要采用固溶强化,第二相强化和晶界强化三种手段。
1.固溶强化。
固溶强化是提高原子结合力和晶格畸变,是Fe、Ni或Co基体中固溶体的滑移阻力增加,滑移变形困难而达到强化。
单通过晶格畸变来强化高温合金来说是不够的,还需要降低扩散系数以阻碍扩散型形变进行强化。
在Fe、Ni基高温合金中,通常加入Cr、Mo、W、Co、Al等元素进行固溶强化。
Cr是高温合金中不可缺少的元素,合金的抗氧化性主要依靠Cr。
Cr在Ni和Fe中有较大的溶解度。
Cr主要与Ni形成固溶体,少量Cr与C形成Cr23C6型碳化物(Cr含量低时会生成Cr7C3型碳化物),可提高合金的高温持久性能。
W和Mo是强固溶强化元素,加入W和Mo可以提高原子结合力,产生晶格畸变,提高扩散激活能,使扩散过程缓慢;同时合金的再结晶温度升高,提高了合金的高温性能。
另外,W和Mo是碳化合物形成元素(主要形成M6C)。
当碳化物沿晶界分布时,对合金强化起更大作用。
Co元素也是很有效的固体强化元素,主要作用是降低基体位错能,提高合金的持久强度,减小蠕变速率;它还可以稳定合金的组织,减少有害相的析出。
因此固溶强化型高温合金中均含有Cr、W、Mo、Al、Co等元素。
2.第二相强化。
固溶强化型高温合金的使用温度有限,当工作温度大于950℃或要求高屈服强度的合金,则需依靠第二相强化。
第二相强化是利用细小、均匀分布的稳定质点阻碍位错运动,以达到高温强化的目的。
第二相强化采用时效析出的γ’相γ”。
在Fe和Ni基合金中,γ`相为Ni3Al型,为了面心立方晶体结构,与基体结构相同,与共格析出。
γ’相十分稳定,有高的强度和良好的塑性,容易控制其数量、大小和形貌。
常用金属焊接性之高温合金的钎焊
高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。
这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类;在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。
镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。
固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相,通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能,阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。
沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。
这些元素除形成强化固溶体外,还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相;同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。
TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒,产生弥散强化效果的新型高温合金。
一:钎焊性
高温合金均含有较多的铬,加热时表面形成稳定的Cr2O3,比较难以去除;此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。
铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。
因此,如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。
镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度,促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀;并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。
对薄的工件来说是很不利的。
所以镍基高温合金一般都在保护气氛,尤其是在真空中钎焊。
母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。
对于含铝和钛低的合金,热态真空度不应低于10-2Pa;对于含铝钛较高的合金,表面氧化物的去除不仅与真空度有关,而且还与加热温度有关。
无论是固溶强化,还是沉淀强化的镍基高温合金,都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。
沉淀强化合金固溶处理后还必须进行时效处理,已达到弥散强化的目的。
因此钎焊热循环应尽可能与合金的热处理相匹配,即钎焊温度尽量与热处理的加热温度相一致,以保证合金元素的充分溶解。
钎焊温度过低不能使合金元素完全溶解;钎焊温度过高将使母材的晶粒长大,这些均对母材
性能产生不利影响。
由于钎焊温度过高而导致晶粒长大后,即使经过焊后热处理也不能恢复其性能,这一点在选择钎料和制定钎焊规范时是必须考虑的。
铸造镍基合金的固溶处理温度都较高,并且晶粒不易长大,一般不会发生因钎焊温度过高而影响其性能的问题。
二:钎料
高温合金通常在恶劣的条件下工作,选用钎料时首先应满足工作条件的要求,也要考虑钎焊加热对母材本身性能的影响以及钎焊接头是否能经受随后的热处理过程。
(1)银基钎料
当工件的工作温度不高时可采用银基钎料。
用银基钎料钎焊固溶强化镍基合金时,钎焊的温度对母材性能不起任何影响,可以选用的钎料种类比较多,但从避免应力开裂的角度出发,宜采用熔化温度低的钎料,以减小钎焊加热时形成的内应力。
用银基钎料钎焊沉淀强化镍基合金时,所选用的钎料的钎焊温度不应超过母材的时效强化温度,以免母材发生过时效而降低其性能。
另外也可以先将合金固溶处理,再采用熔化温度稍高的钎料,在高于合金的时效温度下钎焊,然后进行时效处理,钎焊件就不会在时效加热过程中因钎料的熔化而发生错位。
(2)纯铜钎料
用纯铜作钎料时均在保护气氛和真空下钎焊,钎焊温度为1100℃~1150℃。
在该温度下零件的内应力已被消除。
又因零件整体加热,热应力小,焊件不会产生应力开裂现象。
铜在高温合金上的流动性差,钎料应放在紧靠接头的地方。
铜的抗氧化性差,工作温度不能超过400℃。
(3)镍基钎料
镍基钎料是高温合金最常用的钎料,因镍基钎料具有最好的高温性能,钎焊时也不会发生应力开裂,用于高温合金钎焊的镍基钎料列于表3.9-22。
其中BNi74CrSiB、BNi75CrSiB、BNi82CrSiB、BNi92SiB、BNi93SiB 和BNi71CrSi在前文不锈钢钎焊中已有介绍。
表3.9-22高温合金钎焊常用的镍基钎料
BNi68CrWB钎料同Ni-Cr-Si-B钎料相比,它的特点是含B量降低到2.5%,含W量高达12%。
钎料含硼量的降低可减少硼对母材的晶间渗入,即减弱钎料同母材的反应;钎料中的钨可强化钎料,提高钎料的高温强度。
由于硼含量的降低和钨的加入,钎料的熔化温度间隔增大,流动性变差,可填满宽达200μm的间隙,是钎焊高温工作的部件和涡轮叶片补钎时常用的钎料。
170钎料的含W量更高达16%,钎料的液相线也提高到1160℃,钎料的流动性进一步将低,能够填充宽达400μm的间隙。
这两种含钨的钎料特别适用于在高温下工作的工件,间隙不易控制或者间隙较大的接头,也适用于钎焊铸造镍基高温合金。
150钎料为镍铬硼共晶合金成分,它的脆性比镍铬硼硅钎料低。
为了使钎焊接头具有良好的加工性能,建议在高于钎焊熔点100℃的温度下钎焊。
160钎料的含硼硅量比较低,因此钎料的硬度较低,钎焊接头的加工性能得到改善。
但钎料的结晶温度区间增大,流动性差,可用此钎料钎焊比较宽的间隙,同时可形成较大的钎缝圆角。
180钎料的含B量很低,只有1%,使钎料同母材的反应减弱,即硼的晶间渗入进一步减少,但钎料的结晶间隙也变得很大,是镍基钎料中熔化温度区间最大的一种。
它的流动性差,可以填充宽达650μm的间隙,特别适用于钎焊间隙大或者不等间隙的工件,同时形成较大的钎缝圆角。
200钎料是在BNi82CrSiB钎料的基体上加入6%的W,钎料的液相线提高不多,但钎焊接头比用BNi82CrSiB 钎料钎焊的具有更好的高温持久强度。
BCo1是钴基钎料,具有特别好的高温性能,可钎焊工作温度高达1040℃,甚至1150℃的部件。