各种材料的钎焊.doc

各种材料的钎焊中国焊接服务平台:/中国焊接服务平台博客:/user1/25603/、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。,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170~340MPa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***化锌与***化铵的混合液作钎剂或其他专用钎剂。这种钎剂的残渣一般都具有很强的腐蚀性,钎焊后应对接头进行严格清洗。    采用铜锌钎料进行硬钎焊时,应选用FB301或FB302钎剂,即硼砂或硼砂与硼酸的混合物;在火焰钎焊中,还可采用硼酸甲酯与甲酸的混合液作钎剂,其中起去膜作用的是B2O3蒸气。    当采用银铜锌钎料时,可选择FB102、FB103和FB104钎剂,即硼砂、硼酸和某些***化物的混合物。这种钎剂的残渣具有一定的腐蚀性,钎焊后应清除干净。    2、钎焊技术    采用机械或化学方法清理待焊表面、确保氧化膜和有机物彻底清除。清理后的表面不宜过于粗糙,不得粘附金属屑粒或其他污物。    采用各种常见的钎焊方法均可进行碳钢和低合金钢的钎焊。火焰钎焊时,宜用中性或稍带还原性的火焰,操作时应尽量避免火焰直接加热钎料和钎剂,感应钎焊和浸沾钎焊等快速加热方法非常适合于调质钢的钎焊,同时宜选择淬火或低于回火的温度进行钎焊,以防母材发生软化。保护气氛中钎焊低合金高强钢时,不但要求气体的纯度高,而且必须配用气体钎剂才能保证钎料在母材表面上的润湿和铺展。    钎剂的残渣可以采取化学或机械的方法来清除。有机钎剂的残渣可用汽油、酒精、***等有机溶剂擦拭或清洗;***化锌和***化铵等强腐蚀性钎剂的残渣,应先在NaOH水溶液中中和,然后再用热水和冷水清洗;硼酸和硼酸钎剂的残渣不易清除,只能用机械方法或在涨水中长时间浸煮解决。    二、工具钢和硬质合金的钎焊    1、钎焊材料    (1)钎料钎焊工具钢和硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性,但需在氢的还原性气氛中钎焊才能得到最佳效果。同时,由于钎焊温度高,接头中的应力较大,导致裂纹倾向增大。采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa,接头塑性也较高,但不适用于高温工作。    铜锌钎料是钎焊工具钢和硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的强度,在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300~320MPa;在320℃时仍能维持220~240MPa。在B-Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co,可使钎焊接头的抗剪强度达到350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了***和凿岩工具的使用寿命。    银铜钎料的熔点较低,钎焊接头产生的热应力较小,有利于降低硬质合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度,钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好,