碳鋼和低合金鋼的銀焊片釬焊工藝

碳鋼和低合金鋼的銀焊片釬焊工藝

　　碳鋼和低合金鋼的銀焊片釬焊性很大程度上取決于材料表面上所形成氧化物的種類。隨著溫度的升高，在碳鋼的表面上會形成Y-Fe2O3、a-Fe2O3、Fe3O4和FeO四種類型的氧化物。

　　這些氧化物除了Fe3O4之外都是多孔和不穩(wěn)定的，它們都容易被釬劑所去除，也容易被還原性氣體所還原，因而碳鋼具有很好的釬焊性。

　　對低合金鋼而言，如果所含的合金元素相當(dāng)?shù)停瑒t材料表面上所存在的氧化物基本上是鐵的氧化物，這時的低合金鋼具有與碳鋼一樣的釬焊性。如果所含的合金元素增多，特別是象A1和Cr這樣易形成穩(wěn)定氧化物的元素的增多，會使低合金鋼的釬焊性變差，這時應(yīng)選用活性較大的釬劑或露點(diǎn)較低的保護(hù)氣體進(jìn)行釬焊。

　　2、釬焊材料

　　(1)釬料碳鋼和低合金鋼的釬焊包括軟釬焊和銀焊片硬釬焊。軟釬焊中應(yīng)用最廣的釬料是錫鉛釬料，這種釬料對鋼的潤濕性隨含錫量的增加而提高，因而對密封接頭宜采用含錫量高的釬料。錫鉛釬料中的錫與鋼在界面上可能形成Fe-Sn金屬間化合物層，為避免該層化合物的形成，應(yīng)適當(dāng)控制釬焊溫度和保溫時間。幾種典型的錫鉛釬料釬焊的碳鋼接頭的抗剪強(qiáng)度如表1所示，其中以w(Sn)為50%的釬料釬焊的接頭強(qiáng)度最高，不含銻的釬料所焊的接頭強(qiáng)度比含銻的高。

　　碳鋼和低合金鋼硬釬焊時，主要采用純銅、銅鋅和銀銅鋅釬料。純銅熔點(diǎn)高，釬焊時易使母材氧化，主要用于氣體保護(hù)釬焊和真空釬焊。但應(yīng)注意的是釬焊接頭間隙宜小于0.05mm，以免產(chǎn)生因銅的流動性好而使接頭間隙不能填滿的問題。用純銅釬焊的碳鋼和低合金鋼接頭具有較高的強(qiáng)度，一般抗剪強(qiáng)度在150～215MPa范圍內(nèi)，而抗拉強(qiáng)度分布在170～340MPa之間。

　　與純銅相比，銀焊片銅鋅釬料因Zn的加入而使釬料熔點(diǎn)降低。為防止釬焊時Zn的蒸發(fā)，一方面可在銅鋅釬料中加入少量的Si，另一方面必須采用快速加熱的方法，如火焰釬焊、感應(yīng)釬焊和浸沾釬焊等。采用銅鋅釬料釬焊的碳鋼和低合金鋼接頭都具有較好的強(qiáng)度和塑性。例如用B—Cu62Zn釬料釬焊的碳鋼接頭抗拉強(qiáng)度達(dá)420MPa，抗剪強(qiáng)度達(dá)290MPa。銀銅鋅釬料的熔點(diǎn)比銅鋅釬料的熔點(diǎn)還低，便于釬焊的操作。這種釬料適用于碳鋼和低合金鋼的火焰釬焊、感應(yīng)釬焊和爐中釬焊，但在爐中釬焊時應(yīng)盡量降低Zn的含量，同時應(yīng)提高加熱速度。采用銀銅針釬料焊碳鋼和低合金鋼，可獲得強(qiáng)度和塑性均較好的接頭，具體數(shù)據(jù)列于表2中。

　　(2)釬劑、釬焊碳鋼和低合金鋼時均需使用釬劑或保護(hù)氣體。釬劑常按所選的釬料和釬焊方法而定。當(dāng)采用錫鉛釬料時，可選用氯化鋅與氯化銨的混合液作釬劑或其他專用釬利。這種釬劑的殘?jiān)?mdash;般都具有很強(qiáng)的腐蝕性，釬焊后應(yīng)對接頭進(jìn)行嚴(yán)格清洗。

　　采用銅鋅釬料進(jìn)行硬釬焊時，應(yīng)選用FB301或FB302釬劑(參見JB／T6045—92硬釬焊用釬劑，下同)，即硼砂或硼砂與硼酸的混合物：在火焰釬焊中，還可采用硼酸甲酯與甲酸的混合液作釬劑，其中起去膜作用的是B2O3蒸汽。

　　當(dāng)采用銀銅鋅銀焊片釬料時，可選擇FBl02、FBl03和1FBl04釬劑，即硼砂、硼酸和某些氟化物的混合物。這種釬劑的殘?jiān)哂幸欢ǖ母g性，釬焊后應(yīng)清除干凈。

　　3、釬焊技術(shù)

　　采用機(jī)械或化學(xué)方法清理待焊表面，確保氧化膜和有機(jī)物徹底清除。清理后的表面不宜過于粗糙，不得粘附金屬屑粒或其他污物。

　　采用各種常見的釬焊方法均可進(jìn)行碳鋼和低合金鋼的釬焊。火焰釬焊時，宜用中性或稍帶還原性的火焰，操作時應(yīng)盡量避免火焰直接加熱釬料和釬劑。感應(yīng)釬焊和浸沾釬焊等快速加熱方法非常適合于調(diào)質(zhì)鋼的釬焊，同時宜選擇淬火或低于回火的溫度進(jìn)行釬焊，以防母材發(fā)生軟化。保護(hù)氣氛中釬焊低合金高強(qiáng)鋼時，不但要求氣體的純度高，而且必須配用氣體釬劑才能保證釬料在母材表面上的潤濕和鋪展。

　　釬劑的殘?jiān)梢圆扇』瘜W(xué)或機(jī)械的方法來清除。有機(jī)釬劑的殘?jiān)捎闷汀⒕凭⒈扔袡C(jī)溶劑擦拭或清洗：氯化鋅和氯化銨等強(qiáng)腐蝕性釬劑的殘?jiān)瑧?yīng)先在NaOH水溶液中中和，然后再用熱水和冷水清洗；硼酸和硼酸鹽釬劑的殘?jiān)灰浊宄荒苡脵C(jī)械方法或在沸水中長時間浸煮解決。