常用金属焊接性之高温合金的钎焊
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试述钎焊的特点及应用范围钎焊是一种常见的金属连接方法,它通过加热填充材料(钎料)至其熔点,使其与需要连接的金属基材发生融合,形成坚固的连接。
与焊接不同,钎焊不会使金属基材融化,因此它常被用于连接低熔点金属,或是连接熔点相差较大的两种金属。
钎焊的特点如下:1. 温度控制:钎焊温度通常较低,不会使基材融化。
这样就能避免由于高温引起的热影响区降低金属材料的性能。
2. 强度高:由于钎料具有较低的熔点,因此能够有效降低对基材的热影响。
这使得钎焊接头的强度相对较高。
3. 与多种材料相容性好:钎焊可以用于连接不同种类的材料,如金属之间、金属和非金属之间的连接。
4. 可加工性好:钎焊接头一般比较均匀,它的形状可根据需要进行设计和调整。
钎焊的应用范围广泛,主要包括以下几个方面:1. 电子电器领域:钎焊广泛应用于电子电器设备的制造,如电路板、电子元件、导线的连接等。
由于钎焊不会产生热影响区,能够保证电子元器件的性能和可靠性。
2. 汽车制造:汽车制造中的钎焊主要用于连接一些特殊的金属合金,如铝合金防撞杆、汽车散热器等。
钎焊能够在连接处形成均匀、强固的接头,提高产品的可靠性和安全性。
3. 刀具制造:由于钎焊接头具有高强度和好的耐磨性,它常被用于刀具制造中,如钎焊切割刀具的制造。
4. 管道连接:钎焊也常被用于连接管道,如石油、天然气和化工行业的管道连接。
由于钎焊能够在高温和高压条件下保持较好的连接质量,因此非常适合这些领域的需求。
5. 珠宝、金银饰品制造:钎焊在珠宝制造领域有广泛的应用,常被用于连接各种珠宝零件,如金属框架和金属线条的连接等。
总之,钎焊作为一种常见的金属连接方法,具有一系列的特点,如温度控制、强度高、与多种材料相容性好和可加工性好等。
它的应用范围广泛,涵盖电子电器、汽车制造、刀具制造、管道连接和珠宝制造等多个领域。
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。
钎焊:钎料温度低于母材温度,焊接时钎料熔化母材不熔化,二者之间是物理结合。
习惯以450度做为划分硬钎焊和软钎焊的界线。
(软、硬)烙铁,感应,炉中(真空)火焰,电阻浸渍,电弧,超声,激光,红外线2.硬钎焊特点:(历史最长、母材不熔化,温度低,变形小,实现异种材料结合,可拆开。
)钎焊属于固相连接,他与熔化焊方法不同,钎焊时母材不熔化,采用比母材熔化温度低的钎料,加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法。
当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化,利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散和在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。
同熔化焊和压力焊方法相比,钎焊具有以下优点:2.1 钎焊加热温度较低,对母材组织和性励影响较小;2.2 钎焊接头平整光滑,外形美观;2.3 焊件变形较小,尤其是采用均匀加热(如炉中钎焊)的钎焊方法,焊件的变形可减小到最低程度,容易保证焊件的尺寸精度;2.4 某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝,生产率高:2.5 可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。
但是,钎焊也有他本身的缺点,钎焊接头强度比较低,耐热能力比较差,由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使耐蚀力较差及装配要求比较高等。
3.被焊材料:金属:Cu,Fe,Al,Ti,Mg等合金金属陶瓷非金属(金刚石,碳纤维)4.钎料与钎剂:4.1 钎料Cu-Zn,CuP,Ag,Al,Cd,Sn,Ni.钎料应用范围硬钎料Cu-Zn基钎料应用最广泛的是H62,可用来钎焊受力大、需要接头塑性铜、镍、钢制零件。
为防止Zn 的挥发,可在H62中加入少量Si;加入少量的锡可提高钎料的铺展性。
CuP钎料是一种应用广泛的空气自钎剂钎料。
常用于铜及铜合金的钎焊。
当Wp=8.38%时,Cut P形成7140C的共晶。
Cu3P脆,故CuP钎料加工性不好。
Ag基钎料银基钎料能润湿很多金属,并具有良好的强度、塑性等综合性能。
高温镍钴合金焊料
高温镍钴合金焊料是专为连接同类或其他高温合金而设计的焊接材料,它们通常包含高比例的镍、钴以及可能的其他合金元素,以提供在极端温度下所需的强度和耐腐蚀性。
以下是一些关于高温镍钴合金焊料的重要信息点:
高温性能:高温合金焊料能够在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作,同时保持较高的高温强度和良好的抗氧化抗腐蚀性能。
合金成分:这类焊料的成分可能会调整以优化其焊接性能,包括通过添加或减少特定合金元素来改变析出相和晶界形貌,从而提高焊接接头的性能。
焊接工艺:焊接高温合金需要精确控制热输入和冷却速度,以避免产生焊接裂纹。
GH3539合金就是一个例证,尽管具有优异的高温性能,但也具有较高的焊接裂纹敏感性。
适用范围:某些高温焊料如ERNiCrCoMo-1焊丝可用于多种高温合金之间的焊接,包括617 (N06617) 镍基合金,以及与其他耐热铸造合金如HP45、HK40等的连接。
研究现状:科研人员正在不断探索和改进这些合金的焊接技术,以提升焊接质量和可靠性。
这包括研究焊接裂纹形成机理及其影响因素,以及开发新的焊接方法和材料。
综上所述,高温镍钴合金焊料的开发和应用是为了满足现代工业对极端工作条件下材料的连接需求。
这些焊料不仅要求具备出色的机械性能,还要有能够适应复杂工作环境的耐久性。
一、什么是钎焊?钎焊是如何分类的?钎焊的接头形式有何特点?钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料,加热后,钎料熔化,焊件不熔化,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,将焊件牢固的连接在一起。
根据钎料熔点的不同,将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。
(1)软钎焊:软钎焊的钎料熔点低于450°C,接头强度较低(小于70 MPa)。
(2)硬钎焊:硬钎焊的钎料熔点高于450°C,接头强度较高(大于200 MPa)。
钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。
因此,钎焊一般采用搭接接头和套件镶接,以弥补钎焊强度的不足。
二、电弧焊的分类有哪些,有什么优点?利用电弧作为热源的熔焊方法,称为电弧焊。
可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。
手工自动焊的最大优点是设备简单,应用灵活、方便,适用面广,可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。
尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接;埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点;气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。
三、焊条电弧焊时,低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点?(1)焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。
1)焊缝金属:焊接加热时,焊缝处的温度在液相线以上,母材与填充金属形成共同熔池,冷凝后成为铸态组织。
在冷却过程中,液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶,形成柱状晶组织。
由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用,焊缝金属的化学成分往往优于母材,只要焊条和焊接工艺参数选择合理,焊缝金属的强度一般不低于母材强度。
2)热影响区:在焊接过程中,焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
(2)低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
1)熔合区位于焊缝与基本金属之间,部分金属焙化部分未熔,也称半熔化区。
加热温度约为1 490~1 530°C,此区成分及组织极不均匀,强度下降,塑性很差,是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。
钎焊焊接方法范文钎焊是一种常见的焊接方法,常用于连接金属和非金属材料。
它是通过加热并加入填充材料来实现焊接的过程。
钎焊方法的选择取决于需要焊接的材料、焊接条件和所需的焊接强度。
下面将详细介绍几种常见的钎焊方法。
1.火焰钎焊:火焰钎焊是一种较为常见的钎焊方法,适用于低熔点金属,如铜、铝等。
其原理是通过喷射能产生高温火焰的燃气和氧气混合物来加热工件,再将填充材料加入到接头中,利用表面张力作用将填充材料填平连接。
火焰钎焊的优点是设备简单易得,成本较低,适用于修补和小批量生产。
2.电弧钎焊:电弧钎焊是一种利用电弧产生高温的钎焊方法,适用于连接较大厚度的金属。
其原理是通过电弧产生的高温将工件和填充材料加热,利用液态填充材料填充连接。
电弧钎焊的优点是焊接速度快、焊缝质量高,适用于自动化焊接和大批量生产。
3.高频钎焊:高频钎焊是一种利用高频电流产生热能来加热工件和填充材料的钎焊方法,适用于连接细小、复杂形状的工件。
其原理是通过高频电流在工件表面产生涡流,产生热量并加热工件和填充材料。
高频钎焊的优点是加热速度快、控制精度高,焊接过程中无需保护气体,适用于高精度焊接。
4.感应钎焊:感应钎焊是一种利用感应加热来加热工件和填充材料的钎焊方法,适用于连接高电导率材料,如铜、铝等。
其原理是通过感应线圈产生磁场,感应电流在工件内部产生热量,加热工件和填充材料。
感应钎焊的优点是加热速度快、加热均匀,适用于高效、节能焊接。
5.氩弧钎焊:氩弧钎焊是一种利用氩弧产生的惰性气体来保护焊接区域的钎焊方法,适用于连接不锈钢、钛等难焊材料。
其原理是通过氩气将焊接区域与空气隔离,防止氧气和水分对焊接区域的影响。
氩弧钎焊的优点是焊接质量高、抗氧化性好,适用于需要高焊接强度和较高质量的焊接。
总结起来,钎焊是一种常见的连接金属和非金属材料的焊接方法。
根据不同的材料和焊接条件,可以选择合适的钎焊方法。
火焰钎焊、电弧钎焊、高频钎焊、感应钎焊和氩弧钎焊分别适用于不同的焊接需求。
中国焊接服务平台:中国焊接服务平台博客:各种材料的钎焊一、碳钢和低合金钢的钎焊1 、钎焊材料(1)钎料碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。
软钎焊中应用量广的钎料是锡铅儿料,这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加而提高,因而对密封接头宜采用含锡量高的钎料。
锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成FeSn2金属间化合物层,为避免该层化合物的形成,应适当控制钎焊温度和保温时间。
几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度如表1 所示,其中以w(Sn)为50%的钎料钎焊的接头强度最高,不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。
表 1 锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度碳钢和低合金钢硬钎焊时,主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。
纯铜熔点高,钎焊时易使母材氧化,主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。
但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填潢的问题。
用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度,一般抗剪强度在150〜215MPa而抗拉强度分布在170〜340MPO之间。
与纯铜相比,铜锌钎料因Zn 的加入而使钎料熔点降低。
为防止钎焊时Zn 的蒸发,一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si ;另一方面必须采用快速加热的方法,如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。
采用铜锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。
例如用B-Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa抗剪强度达290MPa银铜站钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低,便于针焊的操作。
这种钎料适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊,但在炉中钎焊时应尽量降低Zn 的含量,同时应提高加热速度。
采用银铜锌钎料钎焊碳钢和低合金钢,可获得强度和塑性均较好的接头,具体数据列于表2 中。
表 2 银铜锌钎料钎焊的低碳钢接头的强度(2)钎剂钎焊碳钢和低合金钢时均需使用钎剂或保护气体。
钎剂常按所选的钎料和钎焊方法而定。
当采用锡铅钎料时,可选用氯化锌与氯化铵的混合液作钎剂或其他专用钎剂。
铝钎焊的技巧铝钎焊是一种常用的金属焊接方法,也是一种重要的连接技术。
它广泛应用于航空、汽车、船舶、化工、电力等领域,主要用于连接铝和铝合金材料。
铝钎焊具有焊缝强度高、焊接质量好、焊接过程简单易行、适应性广等优点。
那么下面我将为大家详细介绍铝钎焊的技巧。
1. 风速控制在铝钎焊过程中,控制热风枪的风速非常重要。
风速过大,会使热风吹散焊剂,无法起到预期的作用,同时也容易造成废气的噪音和对环境的污染。
而风速过小,则会导致热量无法迅速传递给焊接的材料,焊接接头表面会出现明显的烧焦现象。
因此,选择适当的风速是保证焊接质量的关键。
2. 清洁表面在焊接之前,一定要保证焊接接头表面干净。
铝钎焊对焊接表面的要求非常严格,必须完全除去氧化膜和油污等杂质,才能保证焊接接头的质量。
可以使用刷子、砂纸等工具清洁接头表面,或者使用特殊的清洁剂进行处理。
3. 合理选用焊剂焊剂在铝钎焊中起到了关键的作用,它能够除去接头表面的氧化膜,并在焊接过程中保持一定的润湿性,使得焊接材料与焊剂之间能够进行有效的扩散。
因此,在进行铝钎焊时,要根据具体的焊接材料和工艺要求,选择合适的焊剂。
4. 控制焊接温度铝钎焊是一种高温焊接方法,焊接温度通常在500C以上。
在焊接过程中,要注意控制焊接温度,避免过高或过低。
过高的温度会导致焊接接头的过熔和烧焦,过低的温度则会导致焊接质量较差。
因此,要根据具体的焊接材料和工艺要求,合理控制焊接温度,以确保焊接接头的质量。
5. 焊接时的运动速度焊接时的运动速度也是影响焊接质量的一个重要因素。
过快的运动速度会导致焊接接头的熔深不足,焊接质量较差;而过慢的运动速度则会导致焊接接头的过熔和烧焦。
因此,在焊接过程中,要根据具体的焊接材料和工艺要求,合理控制焊接时的运动速度。
6. 合适的焊接角度焊接角度也是影响焊接质量的一个重要因素。
焊接角度过大会导致焊接接头的过熔和烧焦,焊接质量较差;而焊接角度过小则会导致焊接接头的熔深不足,焊接质量也较差。
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。
高温合金钎焊钎焊特点:1 熔焊焊接性较差的铸造高温合金、镍-铝基高温合金都可以采用钎焊,钎焊不但可以焊接结构简单的焊件,也可以焊接结构复杂的焊件。
主要问题:1、高温合金含Cr、Al、Ti等活性元素,合金表面形成稳定氧化膜,影响钎料的湿润和填充能力。
2 、钎料中含Cr等活性元素,钎料呈液态时防止氧化,因此一般采用真空或保护气氛炉钎焊。
3 、焊接工艺参数应与母材的固溶处理相匹配:钎焊温度过高,晶粒粗大;温度过低,未达到固溶处理效果。
4 、焊后进行扩散处理,保证焊缝组织稳定,增强接头强度。
钎料:选择原则:1、首先考虑钎焊部位工作条件与要求,如使用温度、工作介质、承受何种应力2、母材特性热处理要求3、接头形式、焊接部位厚度、装配间隙焊后加工处理等钎料种类:一、镍基、钴基钎料良好的抗氧化、耐腐蚀性、热强性较好的钎焊工艺性能、不会产生裂纹适用于高温合金部件的钎焊,是应用最多的钎料镍基钎料;Ni +Cr、Mn、Co形成固溶体+B、Si、P、C形成共晶体提高钎料高温强度和湿润能力。
钴基钎料:Co-Cr-B系,再加适量的Si、W,以降低钎料熔点、提高高温性能。
钎料形态:钎料中含较多的B、Si、P元素,形成化合物脆性相,使钎料变形能力较差,不能制成丝或箔材,通常以粉末状供应。
二、铜基、银基钎料用于钎焊工作温度200-400℃铁基、镍基固溶合金结构件铜基钎料:不能用于钎焊钴基合金,铜污染母材,会引起微裂纹铜磷钎料:不适于钎焊高温合金三、其他钎料金基钎料:适用于钎焊各类高温合金。
优异的钎焊工艺性能;塑性、抗氧化性、耐腐蚀性、高温性能较好;与母材作用弱;价格昂贵。
锰基钎料:适用于600℃以下工作的高温合金构件塑性好、可制成各种形状;与母材作用弱;抗氧化性较低。
锰基钎料主要采用保护气体钎焊,不适用于火焰钎焊和真空钎焊。
接头设计:推荐采用搭接接头,通过调整搭接长度,提高接头强度。
搭接长度:一般为组成接头中薄件厚度的3倍,在700℃以下工作的接头,可增加到薄件厚度的5倍。
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。