Soldeer van vlekvrye staal

Soldeer van vlekvrye staal

1. Soldeerbaarheid

Die primêre probleem in vlekvrye staal-soldering is dat die oksiedfilm op die oppervlak die benatting en verspreiding van soldeer ernstig beïnvloed. Verskeie vlekvrye staalsoorte bevat 'n aansienlike hoeveelheid Cr, en sommige bevat ook Ni, Ti, Mn, Mo, Nb en ander elemente, wat 'n verskeidenheid oksiede of selfs saamgestelde oksiede op die oppervlak kan vorm. Onder hulle is die oksiede Cr2O3 en TiO2 van Cr en Ti redelik stabiel en moeilik om te verwyder. Wanneer in lug gesoldeer word, moet aktiewe vloeimiddel gebruik word om hulle te verwyder; Wanneer in beskermende atmosfeer gesoldeer word, kan die oksiedfilm slegs in 'n hoë suiwerheidsatmosfeer met 'n lae doupunt en 'n hoë genoeg temperatuur verminder word; In vakuum-soldering is dit nodig om genoeg vakuum en genoeg temperatuur te hê om 'n goeie soldeereffek te verkry.

Nog 'n probleem met vlekvrye staal-soldering is dat die verhittingstemperatuur 'n ernstige uitwerking op die struktuur van die basismetaal het. Die soldeerverhittingstemperatuur van austenitiese vlekvrye staal moet nie hoër as 1150 ℃ wees nie, anders sal die korrel ernstig groei; As austenitiese vlekvrye staal nie stabiele elemente Ti of Nb bevat nie en 'n hoë koolstofinhoud het, moet soldeer binne die sensitiseringstemperatuur (500 ~ 850 ℃) ook vermy word. Om te verhoed dat die korrosieweerstand afneem as gevolg van die neerslag van chroomkarbied. Die keuse van soldeertemperatuur vir martensitiese vlekvrye staal is strenger. Een daarvan is om die soldeertemperatuur met die blustemperatuur te pas, om sodoende die soldeerproses met die hittebehandelingsproses te kombineer; Die ander is dat die soldeertemperatuur laer as die tempertemperatuur moet wees om te verhoed dat die basismetaal tydens soldeer versag. Die beginsel van die soldeertemperatuurkeuse van neerslagverhardende vlekvrye staal is dieselfde as dié van martensitiese vlekvrye staal, dit wil sê, die soldeertemperatuur moet ooreenstem met die hittebehandelingstelsel om die beste meganiese eienskappe te verkry.

Benewens die bogenoemde twee hoofprobleme, is daar 'n neiging tot spanningskrake wanneer austenitiese vlekvrye staal gesoldeer word, veral wanneer met koper-sinkvulmetaal gesoldeer word. Om spanningskrake te vermy, moet die werkstuk spanningsverligting uitgegloei word voor die soldeerproses, en die werkstuk moet eenvormig verhit word tydens die soldeerproses.

2. Soldeermateriaal

(1) Volgens die gebruiksvereistes van vlekvrye staal-sweisverbindings, sluit die algemeen gebruikte soldeervulmetaal vir vlekvrye staal-sweisverbindings tin-lood-soldeervulmetaal, silwer-gebaseerde soldeervulmetaal, koper-gebaseerde soldeervulmetaal, mangaan-gebaseerde soldeervulmetaal, nikkel-gebaseerde soldeervulmetaal en edelmetaal-soldeervulmetaal in.

Tinloodsoldeer word hoofsaaklik gebruik vir die soldering van vlekvrye staal, en dit is geskik om 'n hoë tininhoud te hê. Hoe hoër die tininhoud van die soldeer, hoe beter is die benatbaarheid daarvan op vlekvrye staal. Die skuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti vlekvrye staalverbindings wat met verskeie algemene tinloodsoldeermiddels gesoldeer is, word in Tabel 3 gelys. As gevolg van die lae sterkte van die verbindings, word hulle slegs gebruik vir die soldeer van onderdele met 'n klein dravermoë.

Tabel 3 skuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti vlekvrye staalverbinding gesoldeer met tinloodsoldeer

Silwergebaseerde vulmetale is die mees gebruikte vulmetale vir die soldeer van vlekvrye staal. Onder hulle word silwer koper sink en silwer koper sink kadmium vulmetale die meeste gebruik omdat die soldeertemperatuur min effek op die eienskappe van die basismetaal het. Die sterkte van ICr18Ni9Ti vlekvrye staalverbindings wat met verskeie algemene silwergebaseerde soldeermiddels gesoldeer is, word in Tabel 4 gelys. Die vlekvrye staalverbindings wat met silwergebaseerde soldeermiddels gesoldeer is, word selde in hoogs korrosiewe media gebruik, en die werktemperatuur van die verbindings oorskry gewoonlik nie 300 ℃ nie. Wanneer vlekvrye staal sonder nikkel gesoldeer word, moet soldeervulmetaal met meer nikkel gebruik word, soos b-ag50cuzncdni, om korrosie van die gesoldeerde verbinding in vogtige omgewings te voorkom. Wanneer martensitiese vlekvrye staal gesoldeer word, moet soldeervulmetaal met 'n soldeertemperatuur van nie 650 ℃ gebruik word nie, soos b-ag40cuzncd. Wanneer vlekvrye staal in 'n beskermende atmosfeer gesoldeer word, kan litiumbevattende selfsoldeervloeistof gebruik word om die oksiedfilm op die oppervlak te verwyder. Wanneer vlekvrye staal in vakuum gesoldeer word, kan die silwer vulmetaal wat elemente soos Mn, Ni en RD bevat, gekies word om die vulmetaal steeds goeie benatbaarheid te gee wanneer dit nie elemente soos Zn en CD bevat wat maklik verdamp nie.

Tabel 4 sterkte van ICr18Ni9Ti vlekvrye staalverbinding gesoldeer met silwergebaseerde vulmetaal

Kopergebaseerde soldeervullers wat vir die soldeer van verskillende staalsoorte gebruik word, is hoofsaaklik suiwer koper, kopernikkel en kopermangaankobalt-soldeervullers. Suiwer kopersoldeervullers word hoofsaaklik gebruik vir soldeer onder gasbeskerming of vakuum. Die werktemperatuur van vlekvrye staalverbindings is nie meer as 400 ℃ nie, maar die verbinding het swak oksidasieweerstand. Kopernikkel-soldeervullers word hoofsaaklik gebruik vir vlamsoldeer en induksiesoldeer. Die sterkte van die gesoldeerde 1Cr18Ni9Ti vlekvrye staalverbinding word in Tabel 5 getoon. Daar kan gesien word dat die verbinding dieselfde sterkte as die basismetaal het, en die werktemperatuur is hoog. CuMnco-soldeervullers word hoofsaaklik gebruik vir die soldeer van martensitiese vlekvrye staal in beskermende atmosfeer. Die verbindingsterkte en werktemperatuur is vergelykbaar met dié wat met goudgebaseerde vullers gesoldeer is. Byvoorbeeld, die 1Cr13 vlekvrye staalverbinding wat met b-cu58mnco-soldeer gesoldeer is, het dieselfde werkverrigting as dieselfde vlekvrye staalverbinding wat met b-au82ni-soldeer gesoldeer is (sien Tabel 6), maar die produksiekoste word aansienlik verminder.

Tabel 5 skuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti vlekvrye staalverbinding gesoldeer met hoëtemperatuur koperbasis vulmetaal

Tabel 6 skuifsterkte van 1Cr13 vlekvrye staal gesoldeerde verbinding

Mangaan-gebaseerde soldeervullers word hoofsaaklik gebruik vir gasbeskermde soldeerwerk, en die suiwerheid van die gas moet hoog wees. Om die korrelgroei van die basismetaal te vermy, moet die ooreenstemmende soldeervuller met 'n soldeertemperatuur laer as 1150 ℃ gekies word. 'n Bevredigende soldeereffek kan verkry word vir vlekvrye staalverbindings wat met mangaan-gebaseerde soldeer gesoldeer is, soos getoon in Tabel 7. Die werktemperatuur van die verbinding kan 600 ℃ bereik.

Tabel 7 skuifsterkte van lcr18ni9fi vlekvrye staalverbinding gesoldeer met mangaangebaseerde vulmetaal

Wanneer vlekvrye staal met nikkel-basis vulmetaal gesoldeer word, het die verbinding goeie hoëtemperatuurprestasie. Hierdie vulmetaal word gewoonlik gebruik vir gasbeskermde soldeerwerk of vakuumsoldeerwerk. Om die probleem te oorkom dat meer bros verbindings in die gesoldeerde verbinding tydens die verbindingvorming geproduseer word, wat die sterkte en plastisiteit van die verbinding ernstig verminder, moet die verbindingsgaping geminimaliseer word om te verseker dat die elemente wat maklik bros fase in die soldeer vorm, volledig in die basismetaal versprei word. Om die voorkoms van basismetaalkorrelgroei as gevolg van lang houtyd by soldeertemperatuur te voorkom, kan die prosesmaatreëls van korttydhou en diffusiebehandeling by laer temperatuur (in vergelyking met soldeertemperatuur) na sweiswerk geneem word.

Edelmetaal-solderingvullers wat vir die soldeer van vlekvrye staal gebruik word, sluit hoofsaaklik goud-gebaseerde vullers en palladiumbevattende vullers in, waarvan die mees tipiese b-au82ni, b-ag54cupd en b-au82ni is, wat goeie benatbaarheid het. Die gesoldeerde vlekvrye staalverbinding het hoë hoëtemperatuursterkte en oksidasieweerstand, en die maksimum werktemperatuur kan 800 ℃ bereik. B-ag54cupd het soortgelyke eienskappe as b-au82ni en die prys daarvan is laag, daarom is dit geneig om b-au82ni te vervang.

(2) Die oppervlak van vlekvrye staal in vloeimiddel en oondatmosfeer bevat oksiede soos Cr2O3 en TiO2, wat slegs verwyder kan word deur vloeimiddel met sterk aktiwiteit te gebruik. Wanneer vlekvrye staal met tin-loodsoldeer gesoldeer word, is die geskikte vloeimiddel fosforsuurwaterige oplossing of sinkoksied-soutsuuroplossing. Die aktiwiteitstyd van die fosforsuurwaterige oplossing is kort, daarom moet die soldeermetode van vinnige verhitting toegepas word. Fb102-, fb103- of fb104-vloeimiddels kan gebruik word vir die soldeer van vlekvrye staal met silwergebaseerde vulmetale. Wanneer vlekvrye staal met kopergebaseerde vulmetaal gesoldeer word, word fb105-vloeimiddel gebruik as gevolg van die hoë soldeertemperatuur.

Wanneer vlekvrye staal in die oond gesoldeer word, word vakuumatmosfeer of beskermende atmosfeer soos waterstof, argon en ontbindingsammoniak dikwels gebruik. Tydens vakuumsoldering moet die vakuumdruk laer as 10-2Pa wees. Wanneer in 'n beskermende atmosfeer gesoldeer word, moet die doupunt van die gas nie hoër as -40 ℃ wees nie. Indien die suiwerheid van die gas nie voldoende is nie of die soldeertemperatuur nie hoog is nie, kan 'n klein hoeveelheid gassoldeervloeimiddel, soos boortrifluoried, by die atmosfeer gevoeg word.

2. Soldeertegnologie

Vlekvrye staal moet strenger skoongemaak word voor soldeerwerk om enige vet- en oliefilm te verwyder. Dit is beter om onmiddellik na skoonmaak te soldeer.

Vlekvrye staalsoldeerwerk kan vlam-, induksie- en oondmediumverhittingsmetodes gebruik. Die oond vir soldeerwerk in die oond moet 'n goeie temperatuurbeheerstelsel hê (die afwyking van die soldeertemperatuur moet ± 6 ℃ wees) en kan vinnig afgekoel word. Wanneer waterstof as die beskermingsgas vir soldeerwerk gebruik word, hang die vereistes vir waterstof af van die soldeertemperatuur en die samestelling van die basismetaal, dit wil sê, hoe laer die soldeertemperatuur, hoe meer stabiliseerder bevat die basismetaal, en hoe laer is die doupunt van waterstof nodig. Byvoorbeeld, vir martensitiese vlekvrye staal soos 1Cr13 en cr17ni2t, wanneer soldeer word by 1000 ℃, moet die doupunt van waterstof laer as -40 ℃ wees; vir 18-8 chroomnikkel vlekvrye staal sonder stabiliseerder moet die doupunt van waterstof laer as 25 ℃ wees tydens soldeerwerk by 1150 ℃; Vir 1Cr18Ni9Ti vlekvrye staal wat titaniumstabilisator bevat, moet die waterstofdauwpunt egter laer as -40 ℃ wees wanneer dit by 1150 ℃ gesoldeer word. Wanneer met argonbeskerming gesoldeer word, moet die suiwerheid van argon hoër wees. As koper of nikkel op die oppervlak van vlekvrye staal geplateer word, kan die vereiste vir die suiwerheid van die beskermingsgas verminder word. Om die verwydering van die oksiedfilm op die oppervlak van vlekvrye staal te verseker, kan BF3-gasvloeistof ook bygevoeg word, en litium- of boorbevattende selfvloeisoldering kan ook gebruik word. Wanneer vlekvrye staal vakuumgesoldeer word, hang die vereistes vir die vakuumgraad af van die soldeertemperatuur. Met die toename van die soldeertemperatuur kan die vereiste vakuum verminder word.

Die hoofproses van vlekvrye staal na soldeerwerk is om die oorblywende vloeimiddel en oorblywende vloei-inhibeerder skoon te maak, en indien nodig, hittebehandeling na soldeerwerk uit te voer. Afhangende van die vloeimiddel en soldeermetode wat gebruik word, kan die oorblywende vloeimiddel met water gewas, meganies skoongemaak of chemies skoongemaak word. Indien skuurmiddel gebruik word om die oorblywende vloeimiddel of oksiedfilm in die verhitte area naby die las skoon te maak, moet sand of ander nie-metaalagtige fyn deeltjies gebruik word. Onderdele gemaak van martensitiese vlekvrye staal en presipitasieverhardende vlekvrye staal benodig hittebehandeling volgens die spesiale vereistes van die materiaal na soldeerwerk. Vlekvrye staalverbindings wat met NiCrB- en NiCrSi-vulmetale gesoldeer is, word dikwels met diffusiehittebehandeling na soldeerwerk behandel om die vereistes vir die soldeergaping te verminder en die mikrostruktuur en eienskappe van die verbindings te verbeter.