TB2鈦合金不銹鋼釬焊釬料及真空釬焊工藝的試驗研究

用差熱分析、電子探針和金相分析等方法對用bni2釬料真空釬焊不銹鋼(1cr18ni9ti)釬縫的相變規(guī)律進行了研究,并以fick第二擴散定律為基礎,對釬焊過程中硼元素的擴散系數(shù)進行了計算。研究結果表明,硼是影響釬縫組織和重熔溫度的主要元素,延長釬焊時間或進行焊后擴散處理可以大大改善釬縫的綜合性能。通過理論計算得出了在規(guī)定釬焊工藝條件下釬縫中不出現(xiàn)低熔化合物相的臨界釬焊間隙與焊接時間的關系式,計算結果與試驗結果吻合較好,計算精度優(yōu)于6%。

對銅合金與不銹鋼組合的噴注器結構的真空釬焊工藝進行了實驗研究,確定了銅合金與不銹鋼(qcr0.8和1cr18ni9ti)釬焊時的溫度、保溫時間等最佳釬焊工藝參數(shù)。觀察分析了釬焊接頭的微觀組織,并對接頭的致密性進行了檢測。研究表明,通過應用本實驗研究獲得的最佳工藝參數(shù)能夠得到內外部質量、密封性能優(yōu)良的接頭。

采用不同成分的釬料在相同溫度、相同時間條件下,利用光學顯微鏡,掃描電子顯微鏡(sem)等檢測手段,對鈦合金/不銹鋼釬焊焊縫進行了觀測分析,并對釬焊接頭中形成的不同相的特征以及金屬間化合物對接頭結合性能的影響進行了分析探討。

不銹鋼真空釬焊的工藝要點 1釬焊接頭的設計： 設計釬焊接頭時，應考慮接頭的強度、組合件的定位方法、釬料置放的位置、接頭間隙等諸 多因素 1.1釬焊接頭連接方式： 釬焊接頭有對接和搭接兩種方式。 采用對接接頭，由于釬料和釬縫的強度一般比母材低，因而對接接頭不能保證接頭具有與母 材相等的承載能力，因此釬焊接頭大多采用搭接形式。通過改變搭接長度提高釬焊接頭的強 度。 對于采用高強度銅基、鎳基釬料釬焊的搭接接頭，搭接長度通常取為薄壁件厚度的2～3倍。 由于工件的形狀不同，搭接接頭的具體形狀也各不相同。對于薄壁件而言，常采用鎖邊形式 的搭接方式，提高釬焊接頭的強度。 1.2 接頭的定位：組合件的定位是影響釬焊質量的重要因素。 定位的方法主要有依靠自重、緊配合、毛刺定位、點焊定位、（氬弧焊）漲口定位、夾具定 位等。 列管式egr冷卻器將采用漲口定位、點焊定位、焊接變位器等多種定位方法 1.

向al-si釬料中添加鋅研制開發(fā)了al-si-zn釬料,在評價其工藝性能的同時,研究了不同含鋅量釬料、不含鋅釬劑對鋁合金/不銹鋼釬焊接頭組織特征、力學性能的影響。結果表明:al-si-zn釬料高溫下氧化嚴重形成致密的氧化膜,熔煉澆注相當困難。解決措施為向al-si釬料中添加氯化鈉和氯化鉀形成保護膜,鋅添加量對al-si-zn釬料和用其釬焊鋁合金/不銹鋼接頭力學性能的影響大于對工藝性能的影響。隨鋅含量增加,釬料對不銹鋼的潤濕性雖有所改善,但卻促使al-si-zn釬料與鋁合金產生潤濕且被其吸收的速度加快;加之zn揮發(fā)易產生氣孔,最終導致接頭強度明顯下降。這一結果驗證了隨鋅含量增加,al-si-zn釬料等溫凝固進程加快的事實。

不銹鋼的釬焊工藝 不銹鋼釬焊前的清理要求比碳鋼更為嚴格。這是因為不銹鋼表 面的氧化物在釬焊時更難以用釬劑或還原性氣氛加以清除。不銹鋼釬 焊前的清理應包括清除任何油脂和油膜的脫脂工作。待焊接頭的表面 還要進行機械清理或酸液清洗。 但是，要避免用金屬絲刷子擦刷，尤其要避免使用碳鋼絲刷子 擦刷。清理以后要防止灰塵、油脂或指痕重新沾污已清理過的表面。 最好的辦法是零件一經清洗之后立即進行釬焊。如果做不到這一點， 就應該把清洗過的零件轉入密封的塑料袋中，一直封存到釬焊前為 止。 不銹鋼可以用多種方法進行釬焊，如烙鐵、火焰、感應、爐中 釬焊等方法。爐中釬焊用的爐子必須具有良好的溫度控制系統(tǒng)，并能 快速冷卻。 用氫氣作為保護氣體進行釬焊時，對氫氣純度的要求視釬焊 溫度和母材成分而定，即釬焊溫度越低，母材含有穩(wěn)定劑越多，要求 氫氣的露點越低。例如對于1cr13和cr17ni2等馬氏體不銹鋼

通過對衛(wèi)星推進系統(tǒng)三種常用材料(鈦合金、不銹鋼和鋁合金)的薄壁、小直徑異材管路結構高頻感應釬焊工藝試驗,研制出了相應的中間層材料,優(yōu)化了焊接工藝參數(shù),并對優(yōu)化的工藝參數(shù)進行了驗證,為航天器薄壁、小直徑異材管路結構的工程應用提供了技術基礎。

采用ag-cu-ti釬料進行ti6al4v(tc4)鈦合金和1cr18ni9ti不銹鋼的真空釬焊,觀察分析了其在釬焊溫度為790～870℃和保溫時間為1和3min時釬縫界面微觀組織和成分分布。研究結果表明,釬縫寬度隨著釬焊溫度的升高而降低,隨著保溫時間的增加而增加;擴散層厚度隨著保溫時間的增加而增加。ti是焊縫中反應物多少的決定因素。在釬焊溫度790℃,保溫3min時能得到較好的焊縫組織,界面無裂紋出現(xiàn)。

我公司承接某電廠一產品,材質為06cr19ni10與純銅,結構如附圖所示。1.方案預定(1)按圖樣尺寸下1000mm×500mm×10mm的06cr19ni10鋼,鉆孔銑槽。(2)純銅的作用是起導電作用,可以用堆焊或加塞焊接的方法得到。2.焊接性分析06cr19ni10屬于奧氏體不銹鋼,焊接時易出現(xiàn)晶

不銹鋼的釬焊工藝 不銹鋼釬焊前的清理要求比碳鋼更為嚴格。這是因為不銹鋼表 面的氧化物在釬焊時更難以用釬劑或還原性氣氛加以清除。不銹鋼釬 焊前的清理應包括清除任何油脂和油膜的脫脂工作。待焊接頭的表面 還要進行機械清理或酸液清洗。 但是，要避免用金屬絲刷子擦刷，尤其要避免使用碳鋼絲刷子 擦刷。清理以后要防止灰塵、油脂或指痕重新沾污已清理過的表面。 最好的辦法是零件一經清洗之后立即進行釬焊。如果做不到這一點， 就應該把清洗過的零件轉入密封的塑料袋中，一直封存到釬焊前為 止。 不銹鋼可以用多種方法進行釬焊，如烙鐵、火焰、感應、爐中 釬焊等方法。爐中釬焊用的爐子必須具有良好的溫度控制系統(tǒng)，并能 快速冷卻。 用氫氣作為保護氣體進行釬焊時，對氫氣純度的要求視釬焊 溫度和母材成分而定，即釬焊溫度越低，母材含有穩(wěn)定劑越多，要求 氫氣的露點越低。例如對于1cr13和cr17ni2等馬氏體不銹鋼

用ag—cu—in焊料釬焊鈹—不銹鋼窗的工藝,具有方法簡單、成品率高、釬焊溫度低、擱置穩(wěn)定性好等特點。前言在與軟x—射線產生、探測有關的技術中,要用鈹窗,因為鈹窗對x—射線的透射率為鋁窗的十六倍。在軟x—射線入射或者出射

使用質量比為6:4的混合鎳基釬料bni-2與bni-5對316l不銹鋼進行真空釬焊。由于釬縫間隙對釬焊接頭組織性能有重要影響,所以在釬焊溫度1140℃,保溫時間10min的釬焊參數(shù)下,分別對釬縫間隙為30,60和100μm進行了釬焊實驗。主要通過光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、電子探針顯微分析儀以及顯微硬度計等對釬焊接頭界面組織特征進行分析。結果表明,分布于釬焊接頭中心連續(xù)共晶組織是導致裂紋擴展的主要通道。另外,研究發(fā)現(xiàn)當進行完整的等溫凝固過程時,只有γ-ni固溶體相存在于釬焊接頭中,但在釬縫與母材邊界的沿晶界區(qū)域仍存在第二相的金屬間化合物。

采用金相顯微鏡、電子顯微鏡、x射線能譜儀、顯微硬度、力學試驗等檢測手段,對ta17鈦合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不銹鋼釬焊接頭的組織特征進行了分析。結果表明:釬縫中不銹鋼/釬料一側,形成了三層金屬間化合物釬縫組織;在鈦合金/釬料一側,形成兩個組織區(qū)域;同時,銀沿鈦合金晶間擴散;在凝固釬焊接頭的釬縫中,靠近不銹鋼一側出現(xiàn)了ti、cu的富集;靠近鈦合金一側cu原子的含量明顯升高,釬縫中心區(qū)基本上是純銀;釬縫中除不銹鋼/釬料擴散層外,其他各微區(qū)的顯微硬度并沒有增加;從釬縫斷口分析也證明釬縫中靠近不銹鋼一側是接頭最薄弱的位置。

不銹鋼軟釬焊用釬料和釬劑的研究 (2)

鎳基釬料釬焊不銹鋼的釬縫組織及工藝的研究

對不銹鋼毛細管結構的真空釬焊工藝進行了試驗研究,確定了毛細管與管板(材質均為1cr18ni9ti)釬焊時的溫度(1050~1070℃)、保溫時間(5～10min)等最佳釬焊工藝參數(shù)。觀察分析了釬焊接頭的微觀組織,并對接頭的致密性進行了檢測。研究表明,通過應用上述最佳工藝參數(shù)能夠得到內外部質量、密封性能和力學性能優(yōu)良的接頭。

采用自行研制的cumnni釬料對yg8硬質合金與42crmo鋼的真空釬焊工藝進行了研究。通過三點彎曲試驗、潤濕性試驗、掃描電鏡及能譜分析等手段探討了釬焊溫度、釬焊間隙大小對釬焊接頭組織和性能的影響。結果表明:釬料對兩種母材具有良好的潤濕性,釬焊溫度在950℃、釬縫寬度為0.20mm時,可獲得最優(yōu)釬焊接頭,接頭抗彎強度達到436mpa。在釬縫界面區(qū),形成以feconi為基的固溶體。

選用cumnni釬料,對40cr鋼與yg8硬質合金進行真空釬焊試驗,研究釬焊溫度和ni中間層對釬焊接頭性能的影響,并用三點彎曲試驗確定最佳工藝參數(shù);通過使用掃描電鏡觀察顯微組織及能譜分析釬料中各元素在母材中的擴散情況,并結合釬料在40cr鋼和yg8硬質合金上鋪展的潤濕角的比較,探討了該釬料與母材的結合性能。結果表明,采用0.2mmni中間層在1020℃下釬焊,釬料與母材、中間層結合較好,無裂紋等缺陷,強度有一定提高。

針對al及其合金與不銹鋼釬焊中存在的因釬劑的腐蝕性及釬料的潤濕性等引起釬焊接頭強度下降的問題,研制出一種以lic1-nac1為基,并配以其它成分的al基釬劑。對釬劑的配制機理進行了分析,并用試驗的方法對其釬焊性能進行了研究。對釬焊接頭及其界面作掃描電鏡(sem)、透射電鏡(tem)、x射線衍射和拉力試驗等分析發(fā)現(xiàn),釬劑對釬料的潤濕性能良好,有效地阻止了釬料在釬焊期間的氧化。對接頭進行腐蝕性試驗,發(fā)現(xiàn)焊縫的抗腐蝕性較強,能夠滿足一般環(huán)境的使用要求。

采用先在釬縫間隙中預填合金粉，然后在釬縫外置放釬料進行釬焊的方法，解決不銹鋼接頭寬間隙的釬焊問題.當釬縫內預填３１６粉（或１ｃｒ１８ｎｉ９粉）及用ｂｎｉ－１ａ（或ｂｎｉ－２）釬料釬焊時，預填粉不熔化，焊后保持原來的形狀。釬料中的硼沿晶界向預填粉中擴散，在晶界處與鐵結合形成ｆｅ２ｂ，釬料獲得固溶體組織。用ｂｎｉ－１ａ釬料釬焊釬縫內預填３１６粉時，釬紺縫強度高達５０４．７ｍｐａ。用ｂｎｉ－５釬料釬焊針縫內預填３１６粉時，針縫組織內的固溶體相中夾帶少量的化合物相，釬縫的重熔溫度高達１３２５℃。對同一種釬料而言，寬間隙針縫的抗拉強度與重熔溫度有較好的對應性，即重熔溫度高，抗拉強度也高。

本文針對不銹鋼防護網的真空釬焊，較詳細地介紹了釬料狀態(tài)的選擇、預置和規(guī)范參數(shù)的選擇，經過大量的模擬實驗，確定采用鎳基釬料、刷涂法和優(yōu)選出的釬焊工藝參數(shù)，能成功地焊出滿足要求的防護網，投入批量生產。

選用活性釬料agcuti或cuti對陶瓷與不銹鋼進行直接釬接。拉伸試驗和金相分析結果表明,釬料的選擇是成功的。