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钎焊材料的分析

发布日期:2020-08-23 11:14 作者:南通棋牌 点击:

  (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。

  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。但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm,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。

  (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,可选用氯化锌与氯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、硼酸和某些氟化物的混合物。这种钎剂的残渣具有一定的腐蚀性,钎焊后应清除干净。

  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、丙酮等有机溶剂擦拭或清洗;氯化锌和氯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。

  (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,显著提高了刀具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,钎焊接头具有良好的综合性能。

  除上述3种类型的钎料外,对于工作在500℃以上且接头强度要求较高的硬质合金,可以选用Mn基和Ni基钎料,如B-Mn50NiCuCrCo和B-Ni75CrSiB等。对于高速钢的钎焊,应选择钎焊温度与淬火温度相匹配的专用钎料,这种钎料分为两类,一类为锰铁型钎料,主要由锰铁及硼砂组成,所钎焊的接头抗剪强度一般为100MPa左右,但接头易出现裂纹;另一类含Ni、Fe、Mn和Si的特殊铜合金,用它钎焊的接头不易产生裂纹,其抗剪强度能提高到300MPa。

  (2)钎剂和保护气体 钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。工具钢和硬质合金钎焊时,所用的钎剂主要以硼砂和硼酸为主,并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2等)。铜锌钎料配用FB301、FB302和FB105钎剂,银铜钎料配用FB101~FB104钎剂。采用专用钎料钎焊高速钢时,主要配用硼砂钎剂。

  为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理,可以采用气体保护钎焊。保护气体可以是惰性气体,也可以是还原性气体,要求气体的露点应低于-40℃.硬质合金可在氢所保护下进行钎焊,所需氢气的露点应低于-59℃。

  工具钢在钎焊前必须进行清理,机械加工的表面不必太光滑以便于材料和钎剂的润湿和铺展。硬质合金的表面在钎焊前应经喷砂处理,或用碳化硅或金刚石砂轮打磨,清除表面过多的碳,以便于钎焊时被钎料所润湿。含碳化钛的硬质合金比较难润湿,通过在其表面上新途径敷氧化铜或氧化镍膏状物,并在还原性气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去,从而增加强钎料的润湿性。

  碳素工具钢的钎焊最好在淬工序前进行或者同时进行。如果在淬火工序前进行钎焊,所用钎料的固相线温度应高于淬火温度范围,以使焊件在重新加热到淬火温度时仍然具有足够高的强度而不致失效。当钎焊和淬火合并进行时,选用固相线温度接近淬火温度的钎料。

  在公司焊接的工作中发现我们的焊接工艺员及有关人员对钎焊焊接材料不甚了解,我决定有必要对此做个介绍和解释。

  与钎焊材料有关的技术名词、概念主要是,钎料成分型号,产品牌号、化学成分、固相线、液相线、焊接温度、接头强度、耐腐蚀性、润湿性、流动性、填缝能力、熔合线等。对了解这些名词概念及它们的关系,对我们的焊接技术、工艺及质量的提高是极为有利的。

  钎料成分型号;就是以钎料的主要金属成分来比来表示的,列如B-Cu91PAg就是,B硬钎焊,磷6.8-7.2%,银1.8-2.2,铜为余量,此为GB/T6208-1995《钎料型号表示方法》中规定的。其实还有一些杂质和通用含量的成分组织根据不同厂家的生产加工能力也有所不同。

  产品牌号;根据原机械部编写的《焊接材料产品样本》中提出的标准资料编制的钎焊牌号。列如GB/T6208-1995《钎料型号表示方法》中B-Cu91PAg在此就用HL209.HL表示是钎料2表示为铜磷合金,09为牌号编号。目前都采用GB/T6208-1995《钎料型号表示方法》来表示,我们以后也统一采用。

  以上者三条告诉我们钎焊材料编牌号的规范和出处。钎料的化学组成。下面我们来说说钎料的物理性状。

  固相线;就是钎料由液体到固体状态时的温度。应用到焊接上就是告诉我们,在这个温度上的保温是有用的,列 ;焊接温度950℃,液相线℃,固相线℃,加温,焊接,保温都应高于790℃。否者焊接质量就难以保证。

  液相线;就是钎料熔化状态下的.温度。列;B-Cu91PAg,固相线℃钎料成熔化状态,这就是液相线。虽然钎料处于熔化状态,他是否就是焊接的状态呢?肯定的说不是。能否形成焊接呢?是可以的。但在这个温度就完成焊接,焊接质量是没有保障的。(有些特殊的焊接除外)。我公司全部适用。

  焊接温度;就是焊接某产品,根据钎料的固相线、液相线所选择的温度。钎焊的焊接温度是以钎焊材料的熔化温度也就是液相线来选择的,经验值是焊接温度高于液相线%,钎焊也是一个冶金的过程,只有温度高于液相线焊接的冶金过程,也就是钎焊缝形成多的固溶体(焊缝冶金形成的最有用的物质)的过程。因此我们就得到一个结论,钎焊焊接温度不能低于或高于液相线%,也就是说在这个温度区间来选择最佳温度。

  接头强度;是指钎焊接头的抗拉、抗剪等物理检验强度。这与钎料的成分和焊接质量有关 耐腐蚀性;是指钎焊缝的抗腐蚀的能力。这与钎料的化学成分有关。

  润湿性;是指钎料对母材的可焊性的选择,一般焊接温度和钎剂可以改善润湿性。

  流动性;是指钎料在熔化后在焊缝流动的状态,一般与焊接温度、钎剂、钎料成分有关。 填缝能力;是指钎焊料润湿性和流动性的好坏。流动性润湿性越好的填缝能力越差。反之越好。

  以上就是钎焊材料的部分名词术语的一个解释,和钎焊的关系。希望能对有大家帮助。

  HL209,含银2%,等同于美标AWS BCuP-6、国标BCu91PAg具有良好的流动性和填充能力,广泛用于空调、冰箱、机电等行业,铜及铜合金的钎焊。熔点645-790摄氏度。

  HL205,含银5%,等同于美标AWS BCuP-3国标BCu88PAg及L205,有一定塑性,适用不能保持紧密配合的铜及其合金接头的焊接。熔点645-815摄氏度。

  HL301银基焊条Ag 10 Cu 53 Zn余量;熔点820摄氏度。用途:主要用于钢及钢合金,钢及硬质合金。

  HL204,含银15% HAg-15B,含银15%,等同于美标AWS BCuP-5国标BCu80AgP及L204,具有接头塑性好,导电性提高,特别适用间隙不均场合。可钎焊承受振动载荷的铜及其合金接头的钎焊。熔点645-800摄氏度。

  HAG-18BSn,含银18%,是银、铜、锌、锡合金,熔化范围稍高,润湿性和填充性良好,价格经济。可焊接铜、铜合金、钢等材料。熔点770-810摄氏度。 HAG-20BCd,含银20%,是银、铜、锌、镉合金,熔化范围适中,润湿性和填充性好,价格经济。可焊铜、铜合金、钢等大都份材料,熔点620-760摄氏度。

  HL302,含银25%, H等同于国标BAg25CuZn及L302,是银、铜、锌、合金,具有较好的润湿性和填充性,但熔点稍高,可焊铜、钢等材料。熔点700-800摄氏度。 HAG-25BSn,含银25%,等同于美标AWS BAg-37,是银、铜、锌、锡合金,熔点低于HAg-25B,提高了润湿性和填充性。可焊铜、钢等材料。熔点680-780摄氏度。 HAG-25BCd,含银25%,等同于美标AWS BAg-27、国标BAg25CuZnCd,是银、铜、锌、镉合金,熔点比25B进一步降低、工艺性能进一步提高,可钎焊铜合金、钢等材料,熔点605-720摄氏度。

  HAG-30B,含银30%,等同于美标AWS BAg-20,国标BAg30CuZn ,是银、铜、锌合金,熔点稍高,接头有较好韧性,可钎焊铜、铜合金、钢等材料。熔点677-766摄氏度。

  镉合金,熔点较30B更低,流动性更好,可钎焊铜合金、钢等材料。熔点620-690摄氏度。

  HL314,,含银35%,等同于美标AWS BAg-2、国标BAg35CuZnCd是银、铜、锌、镉合金,熔点低、流动性好,可钎焊铜合金、钢等材料,熔点605-700摄氏度。

  HAG-35B,含银35%,等同于美标AWS BAg-35,是银、铜、锌合金,中等熔化温度,接头有较好韧性,可钎焊铜、铜合金、钢等材料。熔点621-732摄氏度。 HAG-35Sn,含银35%,等同于国标BAg34CuZnSn,是银、铜、锌、锡合金,中等熔化温度,有较好的流动性,更适用于铁素体和非铁素体钢的焊接。熔点620-730摄氏度。

  HAG-35BCd,含银35%,等同于美标AWS BAg-2、国标BAg35CuZnCd及L314,是银、铜、锌、镉合金,熔点低、流动性好,可钎焊铜合金、钢等材料,熔点605-700摄氏度。

  HL312,含银40%,等同于国标BAg40CuZnCd,是银、铜、锌、镉、合金,熔点低、焊接工艺性优良,适用于淬火钢和小薄件零件的钎焊。熔点600-630摄氏度。

  HAG-40B,含银40%,是银、铜、锌、合金,具有较好的流动性、渗透性和韧性,熔点677-732摄氏度。

  HAG-40BNi,含银40%,是银、铜、锌、镍合金,等同于美标AWS BAg-4,具有较好

  的抗蚀性、适用于不锈钢的焊接和镍基合金及炭化钨的焊接,熔点670-780摄氏度。 HAG-40BSn,含银40%,等同于美标AWS BAg-28,是银、铜、锌、锡合金,有很好的

  流动性,用于铁素体钢和非铁素体钢的焊接效果尤其理想,熔点650-710摄氏度。 HAG-40BCd,含银40%,等同于国标BAg40CuZnCd及L312,是银、铜、锌、镉、合金,熔点低、焊接工艺性优良,适用于淬火钢和小薄件零件的钎焊。熔点600-630摄氏度。

  综合性能好,有优良的韧性和渗透性,常用于机电、食品机械及表面光洁度要求较高零部件的钎焊。熔点663-743摄氏度

  说明及用途:熔点较低,有良好的侵流性和填满间隔能力,焊缝光洁,耐冲击性能及抗裂性能良好。用于铜合金,钢及硬质合金,钢及不锈钢,也适合镍及镍合金。 HL303 F银基焊条Ag 45 Cu 30 Zn余量

  HAG-45B,含银45%,等同于美标AWS BAg-5、国标BAg45CuZn及L303,是银、铜、锌、合金,综合性能好,有优良的韧性和渗透性,常用于机电、食品机械及表面光洁度要求较高零部件的钎焊。熔点663-743摄氏度。

  HAG-45BSn,含银45%,等同于美标AWS BAg-36,是银、铜、锌、锡合金,性能同45B但熔化温度比45B低。熔点645-680摄氏度。

  HAG-45BCd,含银45%,等同于美标AWS BAg-1,国标BAg45CuZnCd,是银、铜、锌、镉、合金,熔化温度最窄、流动性好,可快速钎焊铜、铜合金、钢等材料。熔点605-620摄氏度。

  说明:主要性能和HL303银基焊条基本相同。等同于美标AWS BAg-1 a,国标BAg50CuZnCd,是银、铜、锌、镉、合金,具有高强度、高延展性、高流动性等优点,钎料能渗透极狭小的缝隙。能钎焊铜、铜合金、合金钢等大部分金属。熔点625-635摄氏度。

  HAG-50B,含银50%,等同于美标AWS BAg-6、国标BAg50CuZn及L304,是银、铜、锌合金,适用于电子、食品机械及承受振动载荷场合下材料的焊接,熔点690-775摄氏度。

  HAG-50BNi,含银50%,等同于美标AWS BAg-24、是银、铜、锌、镍合金,无镉,最适用于不锈钢钎焊,提高抗缝隙腐蚀能力。熔点660-707摄氏度。

  HAG-50BCd,含银50%,等同于美标AWS BAg-1 a,国标BAg50CuZnCd及L313,是银、铜、锌、镉、合金,具有高强度、高延展性、高流动性等优点,钎料能渗透极狭小的缝隙。能钎焊铜、铜合金、合金钢等大部分金属。熔点625-635摄氏度

  HL321,含银56%,等同于美标AWS BAg-7、国标BAg56CuZnSn,是银、铜、锌、锡合金,具有熔点低、抗电蚀、渗透性和韧性优良的优点,最适用于不锈钢钎焊。熔点618-652摄氏度

  HAG-56BSn,含银56%,等同于美标AWS BAg-7、国标BAg56CuZnSn及L321是银、铜、锌、锡合金,具有熔点低、抗电蚀、渗透性和韧性优良的优点,最适用于不锈钢钎焊。熔点618-652摄氏度。

  HL306银基焊条Ag 65 Cu 20 Zn余量;熔点680摄氏度。用途:主要用于铜及铜合金钢,不锈钢,等电气设备。

  HL307银基焊条Ag 72 Cu 26 Zn余量;熔点750—800摄氏度。用途:主要用于制造电子管,真空容器件及电子原件,食品器皿,仪表,波导和电气设备等多用途,适合铜及镍设备。

  HL308银基焊条Ag 75 Cu 22 Zn余量;熔点770摄氏度。主要用于制造电子管,真空容器件及电子原件,等多用途,适合铜及镍设备。

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