关于不锈钢的钎焊知识-9页精选文档
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钎焊复习知识点总结一、钎焊的基本原理钎焊是一种通过使用熔点低于母材的金属作为钎料,将钎料加热至熔化状态,然后利用液态钎料润湿母材并填充接头间隙,从而实现金属连接的焊接方法。
钎焊的强度和气密性均能满足要求,且对母材的稀释率较低。
二、钎焊的种类1、硬钎焊:适用于硬质合金、硬磁合金、结构钢和高速钢等的钎焊。
其特点是钎料熔点较高,接头强度高,但需要进行复杂的加热过程。
2、软钎焊:适用于有色金属、不锈钢、耐热合金和低熔点金属等的钎焊。
其特点是钎料熔点较低,接头强度较低,但加热过程相对简单。
三、钎焊的工艺要素1、钎料:选择合适的钎料是钎焊的关键,需要考虑母材的化学成分、接头形式和工作环境等因素。
2、钎剂:用于清除母材和钎料表面的氧化物和其他杂质,提高钎料的润湿性和流动性。
3、加热方法:选择合适的加热方法可以保证钎焊的质量和效率,包括火焰加热、电阻加热和激光加热等。
4、冷却:钎焊完成后需要进行冷却,以防止母材和钎料的过度冷却导致接头开裂。
四、钎焊的质量控制1、母材和钎料的清洁:确保母材和钎料的表面无杂质和氧化物,以保证焊接质量。
2、加热过程的控制:控制加热温度和时间,以保证钎料充分熔化和润湿母材。
3、冷却过程的控制:控制冷却速度,以防止母材和钎料的过度冷却导致接头开裂。
4、焊接后的检验:对焊接接头进行外观检查和无损检测,以确保其质量和可靠性。
五、钎焊的应用范围1、航空航天:用于飞机、火箭和卫星等的高强度结构件的钎焊。
2、汽车制造:用于汽车发动机、变速器和底盘等的高强度结构件的钎焊。
3、电子封装:用于芯片、集成电路和微电子器件等的高精度连接的软钎焊。
4、医疗器械:用于医疗器械的高精度连接的软钎焊。
操作系统复习知识点总结一、操作系统的定义操作系统是一种计算机系统,它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源,为用户和应用程序提供便利的操作界面。
二、操作系统的功能1、资源管理:操作系统负责分配和管理计算机的各种资源,包括CPU、内存、硬盘、网络等。
不锈钢的钎焊工艺不锈钢钎焊前的清理要求比碳钢更为严格。
这是因为不锈钢表面的氧化物在钎焊时更难以用钎剂或还原性气氛加以清除。
不锈钢钎焊前的清理应包括清除任何油脂和油膜的脱脂工作。
待焊接头的表面还要进行机械清理或酸液清洗。
但是,要避免用金属丝刷子擦刷,尤其要避免使用碳钢丝刷子擦刷。
清理以后要防止灰尘、油脂或指痕重新沾污已清理过的表面。
最好的办法是零件一经清洗之后立即进行钎焊。
如果做不到这一点,就应该把清洗过的零件转入密封的塑料袋中,一直封存到钎焊前为止。
不锈钢可以用多种方法进行钎焊,如烙铁、火焰、感应、炉中钎焊等方法。
炉中钎焊用的炉子必须具有良好的温度控制系统,并能快速冷却。
用氢气作为保护气体进行钎焊时,对氢气纯度的要求视钎焊温度和母材成分而定,即钎焊温度越低,母材含有稳定剂越多,要求氢气的露点越低。
例如对于1Cr13和Cr17Ni2等马氏体不锈钢,在1000℃温度下钎焊时要求氢气露点低于-40℃;对于不含稳定剂的18-8型烙镍不锈钢,在1150℃钎焊时,要求氢气露点低于-25℃;但对于钛稳定剂的1Cr18Ni9Ti,1150℃钎焊时的氢气露点必须低于-40℃。
采用氩气保护进行钎焊时,要求用高纯度的氩气。
若在不锈钢表面上镀铜或镀镍,则可降低对保护气体纯度的要求。
氩气保护钎焊时,为了保证去除不锈钢表面的氧化膜,可以采用气体钎剂,常用的有加BF3气体的氩气保护钎焊。
采用含锂或硼等的自钎剂钎料时,即使不锈钢表面有轻微的氧化,也能保证钎料铺展,从而提高钎焊质量。
真空钎焊不锈钢时,真空度要视钎焊温度而定。
不锈钢钎焊后的主要工序是清理残余钎剂和残余阻流剂,必要时进行钎焊后的热处理。
非硬化不锈钢零件在还原性或惰性气氛中进行钎焊时,如果没有使用钎剂和没有必要清除阻流剂的话,则不必清理表面。
根据所采用的钎剂和钎焊方法,残余钎剂的清除可以用水冲洗、机械清理或化学清理。
如果采用研磨剂来清洗钎剂或钎焊接头附近热区域的氧化膜时,应使用砂子或其他非金属细颗粒。
不锈钢真空钎焊工艺真空钎焊是指在真空条件下,不用施加钎剂的一种钎焊方法。
主要用于钎焊表面有致密氧化膜的材料,如不锈钢,铝合金,高温合金。
真空炉中钎焊工艺有以下几个特点:a)在全部钎焊过程中,被钎焊零件处于真空条件下,不会出现氧化、污染变质等现象,焊接接头的清洁度和强度较高。
b)钎焊时,零件整体受热均匀,热应力小,可将变形量控制到最小限度,特别适宜于精密产品的钎焊。
c)因不用钎焊剂,所以不会出现气孔、夹杂等缺陷,可以省掉钎焊后清洗残余焊剂的工序,提高了效率。
d)能够排除全属在钎焊温度下释放出来的挥发性气体和杂质,提高接头性能。
在真空钎焊炉中进行钎焊操作,主要有以下几个步骤:1)装配好工件并加上钎焊材料;2)将装配好的工件放入钎焊炉内;3)关闭炉子,抽真空达到相应的技术要求;4)按照设定的温度曲线进行升降温度;5)产品出炉真空钎焊两个关键参数是钎焊炉的真空度(压升降),和温度曲线。
一般在加热时,真空泵需要一直开启,已达到真空度的技术要求。
真空钎焊工艺同普通的钎焊工艺一样,需要控制工件接头的间隙。
钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。
正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。
不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。
常见钎焊缺陷:1.零件表面氧化产生原因:炉内氧分压较高,有空气或者水分进入。
产生的因素:设备泄漏率较高或抽空系统出现故障零件,或者夹具被水分,油污污染炉膛被污染2.未钎透接头间隙局部或全部没有被钎料填充,或钎料与母材没有完全融合。
产生原因:真空度不足,零件表面的氧化物没有彻底清除;零件表面不干净;接头间隙过大。
3.变形:产生原因:由于温度,钎料安放及母材本身性能所产生的局部内应力,超过了组件材料的屈服点而造成的。
影响真空钎焊产品质量的主要因素1.真空钎焊的工艺参数;2.设备的泄漏率;3.零件,工装的表面清洁度;4.装配间隙以及产品的安放状态;钎焊材料(钎料)的选择,要依据被焊工件的材料特性,以及工件焊接过后的使用环境来确定选择何种钎料最佳。
( 安全管理 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改不锈钢焊接要点与注意事项(最新版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process不锈钢焊接要点与注意事项(最新版)一、施焊前的准备工作1、根据产品图纸要求用机械加工的方法在接头处,去除不锈钢复合层,对接焊缝需开合适的坡口。
2、焊缝两侧各10-20mm宽度范围内作好清理工作,用钢丝刷或打磨的方法,去除氧化物、锈、油、水分等影响焊接质量的物质。
3、按产品图纸装配,在碳钢侧用CJ422,φ3.2mm焊条定位焊,定位焊焊工应具有有效的岗位操作证书,保证定位焊的质量,定位焊有效长度为25-30mm。
二、焊接过程1、不锈钢复合钢板对接缝的焊接工艺1.1基层碳钢焊接1.1.1采用埋弧自动焊的方法,正面焊一层,翻身后反面先用碳弧气刨方法清根,再封底焊一层。
焊接规范如下:位置焊丝焊剂焊丝直径电弧电压焊接电流焊接速度正面H08AJ431φ5mm31-33V500-550A44-46cm/min反面H08AJ431φ5mm32-34V580-620A44-46cm/min1.1.2焊后清渣,并打磨。
1.1.3焊后用X射线抽样检查,抽样比例为10—20%,或用UT 探伤检1.2过度层焊接采用CO2半自动气保焊方法,焊接一层,焊接规范选择如下:药芯焊丝TS-309(天泰)焊丝直径φ1.2(MM)电弧电压19-21V焊接电流130-150A1.3复层焊接采用CO2半自动气体保护焊的方法,焊接一层,焊接规范如下:药芯焊丝TS-316L(天泰)焊丝直径φ1.2(MM)层间温度150。
不锈钢真空钎焊的工艺要点1?钎焊接头的设计:?设计钎焊接头时,应考虑接头的强度、组合件的定位方法、钎料置放的位置、接头间隙等诸多因素1.1钎焊接头连接方式:钎焊接头有对接和搭接两种方式。
采用对接接头,由于钎料和钎缝的强度一般比母材低,因而对接接头不能保证接头具有与母材相等的承载能力,因此钎焊接头大多采用搭接形式。
通过改变搭接长度提高钎焊接头的强度。
对于采用高强度铜基、镍基钎料钎焊的搭接接头,搭接长度通常取为薄壁件厚度的2~3倍。
由于工件的形状不同,搭接接头的具体形状也各不相同。
对于薄壁件而言,常采用锁边形式的搭接方式,提高钎焊接头的强度。
1.2接头的定位:组合件的定位是影响钎焊质量的重要因素。
定位的方法主要有依靠自重、紧配合、毛刺定位、点焊定位、(氩弧焊)涨口定位、夹具定位等。
列管式EGR冷却器将采用涨口定位、点焊定位、焊接变位器等多种定位方法1.3?钎料的置放钎料置放的原则是应尽可能利用钎料的重力作用和钎缝的毛细作用来促进钎料填满间隙。
EGR冷却器的钎焊将使用镍基钎料膏状和非晶态薄带两种。
膏状钎料应直接涂在钎缝处,而非晶态薄带钎料标准有0.0254mm??0.0381mm等不同的厚度。
按工件要求加工成不同的形状,置于钎缝处。
总之镍基钎料合理的使用对我们来说还要做很多工作,比如钎料表面处理、膏剂的涂覆方法、钎料用量等诸多方面,根据实际要求进一步完善。
1.4?接头的间隙:钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。
正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。
不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。
镍基钎料要求接头间隙为0.02~0.10mm,比其它钎料相比,这种钎料要求接头间隙小的特点应引起足够的关注。
由于BNi-2镍基钎料含有硼(3.2%),硅(4.5%)可以形成脆性相的元素,为保证接头的性能,应尽量使这些元素在钎缝内通过扩散作用而降低到最低程度。
?当间隙小时,这些脆性相的元素数量少,向母材扩散的距离短,可以通过扩散使这些元素在钎缝中的浓度降低。
不锈钢焊接知识
嘿,朋友们!今天咱来聊聊不锈钢焊接这档子事儿。
你说不锈钢焊接像啥?就好比是给不锈钢做一次精细的“缝合手术”!你得小心翼翼,还得有真本事。
咱先说说焊接设备吧,那可真是不锈钢焊接的“好帮手”啊!就像战士手里的枪,得趁手才行。
不同的焊接方法要用不同的设备,就跟咱吃饭得用合适的筷子一样。
要是选错了设备,那可就好比是拿着大勺子吃面条,别扭得很呐!
然后是焊接材料,这可是关键的一环呐!它就像是手术里的缝线,质量得过硬。
不好的焊接材料,那焊接出来的东西能牢固吗?那肯定不行啊!
焊接工艺呢,这可是技术活儿。
电流、电压啥的都得调节好,就跟炒菜掌握火候似的,火大了糊了,火小了不熟。
得恰到好处,才能焊出漂亮的焊缝。
再说说焊接环境吧,你可别小瞧了它。
要是周围脏兮兮的,有灰尘啥的,那焊接质量能好吗?就好比你在脏桌子上吃饭,心里也不舒坦呀!
焊接的时候可得细心呐!稍微一走神,可能就出岔子了。
这可不是闹着玩的,不锈钢焊接可容不得马虎。
你想想,要是焊接的东西不牢固,以后出了问题那得多麻烦呀!
还有啊,焊接工人的技术那得过硬。
这可不是一朝一夕能练成的,得经过长时间的磨练。
就像学骑自行车,一开始肯定摇摇晃晃的,但练得多了自然就熟练了。
不锈钢焊接这事儿啊,说简单也简单,说难也难。
关键是要用心去对待,把每一次焊接都当成一件艺术品去雕琢。
咱可不能马马虎虎地就对付过去了,那不是咱的风格呀!
总之,不锈钢焊接是个技术活,也是个细致活。
咱得认真对待,才能做出好的作品。
大家说是不是这个理儿呀!。
不锈钢的焊接知识、奥氏体不锈钢的焊接…; 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称,钢中所加合金元素在10%(质量分数)以上,属于高合金钢。
它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体-马氏体型和沉淀硬化型五类。
焊接奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9 、00Cr18Ni9 、0Cr18Ni12Mo2 、00Cr18Ni12Mo2 、0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等)主要问题是热裂纹一一焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀一一沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。
和应力腐蚀开裂一一金属材料(包括焊接接头)在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。
此外,因导热性差,线膨胀系数大,焊接变形也大。
1)热裂纹与结构钢相比,它的热裂纹倾向较大,在焊缝及热影响区均可能出现热裂纹。
最常见的是焊缝结晶裂纹--在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹,时在热影响区和多层焊层间还会岀现液化裂纹。
含镍量越高,产生热烈倾向越大,而且越不容易控制。
…;防止措施:a.严格限制硫、磷等杂质的含量。
b.调整焊缝金属组织,以奥氏体为主的丫 + S 双相组织具有良好抗裂性。
c. 调整焊缝金属合金成分,在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。
d.采用小线能量及小截面焊道..........................2)接头脆化奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题A5A2 S…;防止措施:a.严格控制焊缝中铁素体含量(体积分数)2〜7%因为475C脆化和S相脆化易岀现在铁素体中。
b. 多层焊时采用较小线能量,以减少熔池体积,提高冷却速度,缩短高温滞留时间。
(…3)晶间腐蚀有三种形式:焊缝的晶间腐蚀;热影响区的“敏化区腐蚀”-- 敏化区腐蚀――在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊接热影响区中,被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度(理论上为450- 850C)的部位,称为敏化区。
关于不锈钢的钎焊知识不锈钢定义是主要加铬元素使钢处钝化状态,就是具有不锈特性的钢。
不锈钢是主要为Cr-Fe系和Cr-Fe-Ni系三元合金。
铁是基体,铬是主要的合金元素。
为了使钢具有不锈的特性,ω(Cr)必须高于12%。
此时,钢的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使钢的电极电位和氧化介质中的耐腐蚀性发生突变性提高。
在非氧化介质(HCl、H2SO4)中,其实铬的作用并不明显,除铬外,不锈钢中还须加入能使钢钝化的Ni、Mo等元素,加入合金元素基本上分为两类:一类是形成或者稳定奥氏体的元素:如碳。
镍、锰、氮等,其中碳和氮使用程度最大;另一类是缩小或者封闭γ相即形成铁素体的元素:如铬、硅、钼、钛、铌、铝等。
由于合金元素的不同,不锈钢在温室下呈现不同的组织。
根据其组织不同,不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
在各种类型的不锈钢中奥氏体不锈钢的应用最为广泛,品种也最多。
由于奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高,因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢的塑韧性优良,冷热加工性能俱佳,因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备、石油、化工、原子能、航空和航天等工业领域。
为突出对比性,特列出钢碳的相应的物理性能。
碳钢密度与不锈钢差别不大。
电阻率则按碳钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢顺序递增。
奥氏体不锈钢的电阻率可达碳钢的5倍左右。
奥氏体不锈钢的线胀系数比碳钢的约大50%,而马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线胀系数大体上和碳钢的相等。
奥氏体不锈钢的热导率比碳钢的低,仅为其1/3左右。
另二类不锈钢的热导率为碳钢的1/2左右。
不锈钢的钎焊性1.表明氧化膜。
如上所述,不锈钢除含主要合金元素铬外,往往还含镍、锰、钛、钼、铌、铝等元素。
在表面上形成的主要氧化物有Me2O3(Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti)和MeO·Me”O3(Me’=Fe、Ni、Mn;Me”=Cr、Fe、Ni、Mn、Ti)两大类。
不锈钢的钎焊工艺不锈钢钎焊前的清理要求比碳钢更为严格。
这是因为不锈钢表面的氧化物在钎焊时更难以用钎剂或还原性气氛加以清除。
不锈钢钎焊前的清理应包括清除任何油脂和油膜的脱脂工作。
待焊接头的表面还要进行机械清理或酸液清洗。
但是,要避免用金属丝刷子擦刷,尤其要避免使用碳钢丝刷子擦刷。
清理以后要防止灰尘、油脂或指痕重新沾污已清理过的表面。
最好的办法是零件一经清洗之后立即进行钎焊。
如果做不到这一点,就应该把清洗过的零件转入密封的塑料袋中,一直封存到钎焊前为止。
不锈钢可以用多种方法进行钎焊,如烙铁、火焰、感应、炉中钎焊等方法。
炉中钎焊用的炉子必须具有良好的温度控制系统,并能快速冷却。
用氢气作为保护气体进行钎焊时,对氢气纯度的要求视钎焊温度和母材成分而定,即钎焊温度越低,母材含有稳定剂越多,要求氢气的露点越低。
例如对于1Cr13和Cr17Ni2等马氏体不锈钢,在1000℃温度下钎焊时要求氢气露点低于-40℃;对于不含稳定剂的18-8型烙镍不锈钢,在1150℃钎焊时,要求氢气露点低于-25℃;但对于钛稳定剂的1Cr18Ni9Ti,1150℃钎焊时的氢气露点必须低于-40℃。
采用氩气保护进行钎焊时,要求用高纯度的氩气。
若在不锈钢表面上镀铜或镀镍,则可降低对保护气体纯度的要求。
氩气保护钎焊时,为了保证去除不锈钢表面的氧化膜,可以采用气体钎剂,常用的有加BF3气体的氩气保护钎焊。
采用含锂或硼等的自钎剂钎料时,即使不锈钢表面有轻微的氧化,也能保证钎料铺展,从而提高钎焊质量。
真空钎焊不锈钢时,真空度要视钎焊温度而定。
不锈钢钎焊后的主要工序是清理残余钎剂和残余阻流剂,必要时进行钎焊后的热处理。
非硬化不锈钢零件在还原性或惰性气氛中进行钎焊时,如果没有使用钎剂和没有必要清除阻流剂的话,则不必清理表面。
根据所采用的钎剂和钎焊方法,残余钎剂的清除可以用水冲洗、机械清理或化学清理。
如果采用研磨剂来清洗钎剂或钎焊接头附近热区域的氧化膜时,应使用砂子或其他非金属细颗粒。
1.防止不锈钢热裂纹旳重要措施:(1)严格控制焊接缝中杂质旳含量, 同步可在焊缝金属中加入硅、钛、钼等。
(2)宜采用小直径焊条, 小电流, 迅速焊和短弧焊;采用直流反接法, 宜选用超低碳或能导致双相组织旳焊条或焊丝。
2.不锈钢用焊接夹具来控制焊接变形, 当简体组装后, 用夹具撑住待焊区, 先焊外缝, 待焊缝区冷却至室温后卸下夹具, 内缝经清根后再焊。
3.打底层采用“一点(或两点)“击穿断弧焊旳操作手法, 平均燃熄弧旳频率在80~90次/min。
断弧焊类似于无基值电流旳脉冲焊法, 平均热输入量小。
熔池凝固快, 减少过热区域和晶粒长大倾向。
且单面焊双面成型难度大。
采用“断弧焊法较为轻易控制熔池成型。
目前点熔池未完全结晶时, 其偏析杂质又被后续熔池所熔化, 吹向熔渣, 偏析杂质较为弥散, 断口无宏观缺陷。
4.选用小直径焊条, 小电流和小线能量旳焊接规范参数。
如板状平焊打底层用2.5mm焊条。
焊接电流f=70~80A;其他层次用3.2焊条。
f=120~125A, 焊接线能量控制在1OKJ/cm如下。
5.当更换焊条前, 填满弧坑, 并将电孤引向坡口边侧, 熄弧于坡口面上。
对于出现旳弧坑缩孔和夹杂物富集区。
可用角向磨光机清除, 将弧坑磨成缓坡形, 确定无缺陷后, 再燃弧接头焊接。
6.焊道排列打乱结晶方向, 使每条焊道旳结晶中心偏离焊缝中心, 防止了焊道中心杂质偏析物旳区域汇集。
操作上焊条不摆动, 窄焊道, 快焊速, 多层多道焊。
每道焊缝金属柱状结晶细化, 优于宽焊层单道焊缝。
7、每焊完一层(或一道)焊道, 立即将试件置于水中冷却。
逐层逐道水淬, 缩短焊接接头旳高温停留时闻, 减少过热组织和晶粒粗化倾向;并缩短奥氏体不锈钢在550~850度旳敏化温度区间, 提高其耐晶间腐蚀性能。
8、不锈钢埋弧焊焊接工艺:焊接不锈钢时只有合适加紧焊接速度, 严格控制焊丝伸出长度。
9、奥氏体不锈钢焊接磁性控制: 通过采用Ar+ N2混合气体替代100%纯氩气钨极氩弧焊, 并采用国产H00Cr21Nil0焊丝对304L材料进行焊接工艺试验, 试验成果表明:(1)采用100%纯氩弧焊, 焊缝磁导率不小于1. 1, 不能满足设计规定;(2)当氩气中加入一定比例旳氮气后, 焊后焊缝磁导率不不小于1. 1, 满足设计规定, 深入分析焊缝金相组织为奥氏体+很少许铁素体;(3)当氮气量超过一定数量时, 焊缝磁导率不不小于1. 1, 满足图纸规定, 不过焊接过程不稳定, 焊接过程中出现大量飞溅, 焊缝易产生气孔;(4)只要控制氮气与氩气旳体积比, 完全可以保证焊缝磁导率不不小于1.1, 并能获得良好旳力学性能。
关于不锈钢的钎焊知识不锈钢定义是主要加铬元素使钢处钝化状态,就是具有不锈特性的钢。
不锈钢是主要为Cr-Fe 系和Cr-Fe-Ni 系三元合金。
铁是基体,铬是主要的合金元素。
为了使钢具有不锈的特性,ω(Cr )必须高于12%。
此时,钢的表面能迅速形成致密的Cr 2O 3氧化膜,使钢的电极电位和氧化介质中的耐腐蚀性发生突变性提高。
在非氧化介质(HCl 、H 2SO 4)中,其实铬的作用并不明显,除铬外,不锈钢中还须加入能使钢钝化的Ni 、Mo 等元素,加入合金元素基本上分为两类:一类是形成或者稳定奥氏体的元素:如碳。
镍、锰、氮等,其中碳和氮使用程度最大;另一类是缩小或者封闭γ相即形成铁素体的元素:如铬、硅、钼、钛、铌、铝等。
由于合金元素的不同,不锈钢在温室下呈现不同的组织。
根据其组织不同,不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
在各种类型的不锈钢中奥氏体不锈钢的应用最为广泛,品种也最多。
由于奥氏体不锈钢的Cr 、Ni 含量较高,因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢的塑韧性优良,冷热加工性能俱佳,因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备、石油、化工、原子能、航空和航天等工业领域。
为突出对比性,特列出钢碳的相应的物理性能。
碳钢密度与不锈钢差别不大。
电阻率则按碳钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢顺序递增。
奥氏体不锈钢的电阻率可达碳钢的5倍左右。
奥氏体不锈钢的线胀系数比碳钢的约大50%,而马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线胀系数大体上和碳钢的相等。
奥氏体不锈钢的热导率比碳钢的低,仅为其1/3左右。
另二类不锈钢的热导率为碳钢的1/2左右。
不锈钢的钎焊性1.表明氧化膜。
如上所述,不锈钢除含主要合金元素铬外,往往还含镍、锰、钛、钼、铌、铝等元素。
在表面上形成的主要氧化物有Me 2O 3(Me=Fe 、Ni 、Cr 、Mn 、Ti )和MeO · Me ”2O 3(Me ’=Fe 、Ni 、Mn ;Me ”=Cr 、Fe 、Ni 、Mn 、Ti )两大类。
其中Cr 2O 3和TiO 2相当稳定,比较难以去除。
在空气中钎焊时必须采用活性强的钎剂以清除这些氧化物;在保护气氛中钎焊时,只有在低露点的高纯气氛和足够高的温度下氧气膜才能被还原;真空钎焊时,要求良好的真空度(10-2Pa 以上)和足够高的温度,才能取得良好的效果。
2.钎焊加热温度。
对铁素体不锈钢来说,只要钎焊加热温度不使其晶粒发生猛烈长大,即可认为合适。
对马氏体不锈钢来说,钎焊加热温度对性能的影响极大,因为马氏体不锈钢是在淬火回火状态下使用的。
马氏体不锈钢的钎焊加热温度有两种选择:一种是钎焊加热温度与淬火温度相匹配。
例如对1Crl3和2Crl3不锈钢来说,选择1000~1050℃的钎焊加热温度,钎焊完毕后快速冷却,达到母材淬火的目的,然后再进行回火,这样可以获得最佳的综合力学性能。
另一种是将钎焊温度选择在低于钢的回火温度,例如对lCrl3不锈钢来说低于700℃。
这样,已淬火回火的母材在钎焊过程中也不会发生软化现象,母材仍保持原有的综合性能。
对奥氏体不锈钢来说钎焊加热温度不宜过高。
当钎焊温度高于1150℃时,晶粒开始猛烈长大。
奥氏体不锈钢晶粒一旦长大,就不能再用热处理方法使其晶粒细化。
所以在选择钎料和钎焊工艺参数时,应避免在1150℃以上长时间加热。
不含稳定元素钛或铌而含碳量又较高的奥氏体不锈钢,如lCrl8Ni9、2Crl8Ni9等,当停留在500~750℃范围内时,碳化铬将沿晶界析出,造成晶界贫铬,在腐蚀介质中使用极易产生晶间腐蚀。
因此这类钢应避免在此温度区间内钎焊。
奥氏体-铁素体钢的钎焊加热温度同样不宜过高,以免晶粒长大。
沉淀硬化不锈钢的钎焊加热温度的选择原则上与马氏体不锈钢相同,即钎焊加热温度必须与钢的热处理制度相匹配,以获得最佳力学性能。
3.奥氏体不锈钢有应力开裂的倾向,应在去除内应力的状态下进行钎焊。
不锈钢的表面准备。
不锈钢表面的清洗方法包括气相除油;溶剂氢氧化钠除油;喷吵或喷丸;用钢丝刷或不锈钢棉擦拭或砂布打磨和酸洗等。
对于批量生产的工件可以用以下酸洗液清洗(质量分数):1.10%H2SO4,15%HCl,5%HNO3,余量水。
酸洗温度100℃,酸洗时间30s。
然后用15%HNO3水溶液作为光泽处理,溶液温度100℃,时间约10s。
2.10%HNO3,6%H2SO4,50g/L HF的水溶液,酸洗温度20℃,酸洗时间10min。
酸洗后用60~70℃的热水仔细洗涤10min,然后在60~70℃的热空气中干燥。
3.15%HNO3,50g/L NaF,85%的H2O溶液,室温下浸蚀5~10min,然后用热水洗涤,再在100~120℃温度下烘干。
第一种溶液适用于厚件表面的厚氧化皮。
后两种溶液用于薄件表面的薄氧化膜。
酸洗应严格按工艺规程进行以免产生过腐蚀。
不锈钢的软钎焊:软钎焊的钎焊温度低,对不锈钢性能本身的影响极小。
软钎焊主要用锡铅钎料,以锡含量高的锡铅钎料为宜,如HLSn63Pb 、HLSn60Pb 、HLSn50Pb 和HLSn40Pb ,因为这些钎料的润湿性好。
也可用锡银钎料。
钎剂的选择是关键。
必须采用活性强的钎剂以去除表面的氧化膜。
常用的钎剂有两种:一种是正磷酸水溶液(H 3PO 4 960g ,H 2O 445g );另一种是氯化锌盐酸水溶液(ZnCl 2 1360g NH 4C1 140g ,HCl 85g ,H 2O 4L )。
磷酸水溶液的活性时间短,必须采用快速加热的钎焊方法。
钎剂残渣具有强腐蚀性,钎焊后必须清洗干净。
不锈钢的硬强化:硬钎焊是不锈钢的主要钎焊方法。
银钎料在选用银钎料时应注意以下几点:1.银钎料的绝大部分(BAg92CuLi ,BAg13钎料除外),其钎焊温度全部落在奥氏体不锈钢的有效敏化温度(538~871℃)区间内。
在该温度内将发生碳化物沉淀,从而降低母材的耐腐蚀性;碳化物沉淀不但与温度有关,而且停留时间也有影响。
如果对工作时的防腐蚀能力要求高,则应采用超低碳的、钛稳定化的或铌稳定化的奥氏体不锈钢。
2.钎焊含量少镍和不含镍的铁素体和马氏体不锈钢时,优先选用含镍的钎料。
3.含铜和锌的银钎料在加热温度过高和加热时间过长时将导致铜和锌大量渗入晶界,从而使钎焊接头变脆。
4.含镉的钎料也有渗入晶界的倾向,当工件拉应力时会加速这种作用,故加热温度不宜过高,时间不宜过长。
含镉钎料加热时形成的镉烟雾有剧毒,焊工必须采取各种措施,避免吸入。
建议选用无镉钎料。
5.含镉的钎料不能用于气保护钎焊和真空钎焊。
对于含锌的钎料只有在锌含量少的情况下可用于气体保护钎焊。
6.熔化间隔范围大的钎料如BAg35CuZnCd(BAg-2),BAg50CuZnCdNi (BAd-3)等,应采用快速加热的钎焊方法,如火焰钎焊、感应钎焊等,以免在熔化钎料流入接头间隙时发生偏析现象。
7.要求钎缝颜色与不锈钢颜色匹配的场合,应选用含高银的钎料,如BAg9、BAg10、BAg56CuZnSn等。
8.钎焊高真空器件应选用不含锌和镉的钎料,如BAg72Cu、BAg60CuSn 等,以免发生污染。
在保护气氛中钎焊时最好使用自钎剂钎料。
自钎剂钎料是指自身含有能起还原作用的微量或一定量元素的钎料。
其中的还原剂与母材表面氧化物用后生成的产物,其熔点应低于钎焊温度,或者还原产物能与母材表面氧化物形成熔点低于钎焊温度的复合化合物;而且还原产物或所形成的复合化合物的黏度要小,能被液态钎料排开,不妨碍钎料铺展。
在所有还原剂中锂是最理想的元素,从热力学来说都能还原Cr2O3。
但其中大部分元素的还原产物,即它们的氧化物的熔点都大大高于钎焊温度,妨碍钎料的铺展。
B2O3的熔点虽然很低,但它的黏度极大,同样不利于钎料的铺展。
锂的氧化物LiO2的熔点虽然很高,但它能于许多氧化物形成低熔复合化合物,如Li2CrO4的熔点为517℃,大大低于钎焊温度;而且氧化锂对水的亲和力极大,它同周围气氛中的水分作用,形成熔点为450℃的LiOH,这层熔化的氢氧化锂几乎能溶解所有的氧化物。
它呈薄膜覆盖在金属表面上,又能起保护作用。
此外,锂是表面活性物质,能提高钎料的润湿性;锂在银中的溶解度很大,锂的加入不会在银中形成脆性相,所以以锂是最理想的元素。
HlCuNi30-2-0.2钎料含较多的镍。
镍可提高钎料的高温强度,但镍又使钎料的熔化温度明显提高。
为了降低熔化温度加入了适量的硅和少量的硼。
硅和硼同时又能改善钎料的润湿性,提高钎料在不锈钢上的铺展能力,HlCuNi30-2-0.2钎料在室温和高温下都几乎与1Cr18Ni9Ti不锈钢等强度,钎料在600℃以下的抗氧化性也与1Cr18Ni9Ti不锈钢很近。
它填充间隙的能力强,对接头间隙要求不严。
同时具有良好的延性,可加工成丝或片。
但该钎料的钎焊温度过高(1175~1120℃)。
炉中钎焊时不锈钢晶粒猛烈长大,火焰钎焊时近缝区也有晶粒长大现象。
并且火焰钎焊时由于钎剂在高温下与不锈钢起作用,在近缝区易产生麻面等缺陷。
Cu69NiMnCoSiB钎料为HlCuNi30-2-0.2钎料的改进型。
Cu69NiMnCoSiB 钎料的含镍量明显下降,但添加5%Co。
钎料的Ni+Co总量有所下降,故钎料的熔化温度降低。
由于添加了Co,钎料的高温强度变化不大。
此外在钎料中又添加了ω(Mn)5%的Mn,使钎料的熔化温度进一步下降,达到1053~1084℃,钎焊温度则比HlCuNi30-2-0.2钎料低了80~100℃,钎焊不锈钢时不会产生晶粒长大现象和麻面等缺陷;由于钎料含锰量不高,可用火焰钎焊和真空钎焊。
钎料延性良好,可加工成丝或片。
钎料具有与HlCuNi30-2-0.2钎料相似的高温强度和抗氧化性。
另一种高温铜基钎料为Cu58MnCo。
当含ω(Mn)=35%时形成熔点为868℃的低熔固溶体。
为了提高铜锰合金的室温和高温强度又加入了钴。
根据不锈钢对接钎焊试样的抗拉强度试验得知,当ω(Co)=10%的钎料,其液相线为943℃,钎焊温度为1000℃,正好同马氏体不锈钢的淬火温度相匹配,可将钎焊和淬火处理合并进行。
Cu58MnCo钎料延性好,可加工成片状。
这种钎料使用于钎焊在538℃以下工作的接头。
由于钎料的锰含量高,而锰既易氧化有易发挥,因此不适用于火焰钎焊和真空钎焊,主要用于保护气氛炉中钎焊。
Cu40MnNi钎料的性能与Cu58MnCo钎料相似,但强度和抗氧化性较差,加工性能稍好,价格稍低。
Cu-Mn-Ni合金中熔点最低和强度最高的合金为ω(Mn)=32% ~ 39%和ω(Ni)= 5%。
该合金由γ+α以及NiMn相组合,随着含镍量的提高,Cu-Mn-Ni合金的熔点升高,偏析倾向也加大。