理论教育 钎焊不锈钢材料的选择和钎料特性分析

钎焊不锈钢材料的选择和钎料特性分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:表23-8 07Cr19Ni11Ti不锈钢软钎焊接头的抗剪强度表23-9 银钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的强度钎焊不含镍的不锈钢时,为防止钎焊接头在潮湿环境中发生腐蚀,应采用含镍多的钎料,如BAg50CuZnCdNi。锰基钎料主要用于气体保护钎焊,且要求气体的纯度较高。表23-10 高温铜基钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的抗剪强度表23-11 不同钎料钎焊的12Cr13不锈钢接头的抗剪强度表23-12 锰基钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的抗剪强度采用镍基钎料钎焊不锈钢时,接头具有相当好的高温性能。

钎焊不锈钢材料的选择和钎料特性分析

1.钎料

根据不锈钢工件的使用要求,常用的钎料有锡铅钎料、银钎料、铜基钎料、锰基钎料、镍基钎料及贵金属钎料等。

不锈钢软钎焊主要采用锡铅钎料,并以含锡量高为宜,因钎料的含锡量越高,其在不锈钢上的润湿性越好。几种常用锡铅钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的抗剪强度列于表23-8中。由于接头强度低,只用于钎焊承载不大的零件。

银钎料是钎焊不锈钢最常用的钎料。其中,银铜锌及银铜锌镉钎料由于钎焊温度对母材性能影响不大而应用最为广泛。几种常用银钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的强度列于表23-9中。银钎料钎焊的不锈钢接头很少用于强腐蚀性介质中,接头的工作温度一般也不超过300℃。

表23-8 07Cr19Ni11Ti不锈钢软钎焊接头的抗剪强度

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表23-9 银钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的强度

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钎焊不含镍的不锈钢时,为防止钎焊接头在潮湿环境中发生腐蚀,应采用含镍多的钎料,如BAg50CuZnCdNi。钎焊马氏体不锈钢时,为防止母材发生软化现象,应采用钎焊温度不超过650℃的钎料,如BAg40CuZnCd。保护气氛中钎焊不锈钢时,为去除表面上的氧化膜,可采用含锂的自钎剂钎料,如BAg92CuLi和BAg72CuLi。真空中钎焊不锈钢时,为使钎料在不含易蒸发的锌、镉等元素时仍具有较好的润湿性,可选用含锰、镍、钯等元素的银钎料。

用于不锈钢钎焊的铜基钎料主要有纯铜、铜镍和铜锰钴钎料。纯铜钎料主要用在气体保护或真空条件下进行钎焊,不锈钢接头的工作温度不超过400℃,但接头抗氧化性不好。铜镍钎料主要用于火焰钎焊和感应钎焊,所钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的强度见表23-10。由表中数值可见,接头能与母材等强度,且工作温度较高。铜锰钴钎料主要用于保护气氛中钎焊马氏体不锈钢,接头强度和工作温度与用金基钎料钎焊的接头相当。如采用BCu58MnCo钎料钎焊的12Cr13不锈钢接头与用BAu82Ni钎料钎焊的同种不锈钢接头,二者性能相当(见表23-11),但生产成本大大降低。

锰基钎料主要用于气体保护钎焊,且要求气体的纯度较高。为避免母材的晶粒长大,宜选用钎焊温度低于1150℃的相应钎料。用锰基钎料钎焊的不锈钢接头可获得满意的钎焊效果,接头的工作温度可达600℃,见表23-12。

表23-10 高温铜基钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的抗剪强度(www.daowen.com)

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表23-11 不同钎料钎焊的12Cr13不锈钢接头的抗剪强度

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表23-12 锰基钎料钎焊的07Cr19Ni11Ti不锈钢接头的抗剪强度

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采用镍基钎料钎焊不锈钢时,接头具有相当好的高温性能。这种钎料一般用于气体保护钎焊或真空钎焊。为了克服在接头形成过程中钎缝内产生较多脆性化合物,而使接头强度和塑性严重降低的问题,应尽量减小钎焊问隙,保证钎料中易形成脆性相的元素(硼、硅、磷等)充分扩散到母材中去。为防止钎焊温度下因保温时问过长而使母材晶粒长大现象的发生,可采取短时保温并在焊后进行较低温度(与钎焊温度相比)扩散处理的工艺措施。

钎焊不锈钢所用的贵金属钎料主要有金基钎料和含钯钎料,其中最典型的是BAu82Ni和BAg54CuPd。BAu82Ni具有很好的润湿性,所钎焊的不锈钢接头具有很高的高温强度和抗氧化性,最高工作温度可达800℃。BAg54CuPd具有与BAu82Ni相似的特性,且价格较低,因而有取代BAu82Ni的趋向。

2.钎剂和炉中气氛

不锈钢的表面含有Cr2O3和TiO2等氧化物,必须采用活性强的钎剂才能将其去除。采用锡铅钎料钎焊不锈钢时,可配用的钎剂为磷酸水溶液或氯化锌盐酸溶液。磷酸水溶液的活性时问短,必须采用快速加热的钎焊方法。采用银钎料钎焊不锈钢时,可配用FB102、FB103或FB104钎剂。采用铜基钎料钎焊不锈钢时,由于钎焊温度较高,可采用FB105钎剂。

炉中钎焊不锈钢时,常采用真空气氛或氢气、氩气、分解氨等保护气氛。真空钎焊时,要求真空压力低于10-2Pa。保护气氛中钎焊时,要求气体的露点不高于-40℃。如果气体纯度不够或钎焊温度不高,还可在气氛中加入少量的气体钎剂,如三氟化硼等。

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