釬焊焊接問答二.docx

釬焊焊接問答二 提 問 在我們廠里有一種部件是由兩個碳鋼管高溫釬焊而成。焊接結構比較簡單，其中一根管子的端部有帽端，帽端上帶有凸臺，然后把凸臺位置插入另一根管子端部實現裝配。在釬焊裝配前我們事先將預制的環(huán)形釬料放置在待焊部位。釬料成分是55%的銅、4%的錳、6%的鎳和35%的鋅。釬焊方法選用感應釬焊，采用2圈的環(huán)形感應圈。釬焊在大氣中進行。焊接時被焊部件使用夾具固定，部件處于垂直位置，且帽端處于上部。焊接時間比較短，僅持續(xù)3秒鐘，焊接時工件一直旋轉。為保證釬焊后部件外壁沒有多余的釬料，釬焊完成后部件依舊保持旋轉狀態(tài)，然后操作人員使用銼刀將多余的釬料去除。一直以來我們焊接的都很成功，但奇怪的是我們在焊接的時候一直沒使用過釬劑。別人一直建議我們焊接時候應該使用釬劑。焊接時如果加入釬劑，焊接過后我們就必須增加一道去除殘留釬劑的工序，從我們自身來考慮，我們不愿意這樣去做，因為殘留的釬劑確實很臟，而且去除也很耗時間。我們也定期的做過一些破壞性的測試試驗，不過每次都是斷裂在帽端處。在仔細觀察焊縫宏觀金相后我們也發(fā)現釬縫熔合的很好。在此類部件的銷售過程中，我們也從來沒有收到過相關的投訴。所以我們想問問你們關于對此類部件使用釬劑的看法?；?答聽了你的描述后我感到很驚訝，不得不說在我40多年的行業(yè)工作中，我從來沒有遇到過你描述的情況。這就和我喜歡看棒球比賽一樣，我這輩子之所以喜歡看棒球和玩棒球就是因為每五到六場比賽，我都能看到一些我從未見過的東西，所以一直都有新的東西讓我感興趣。雖然我沒有聽到或看到過這種情況，但是我的客戶們確實是在我的整個職業(yè)生涯中做過一些非常規(guī)的事情。就像商店里面的人想把貨物以別出心裁的方式賣出去一樣，他們一般不會因循守舊的按照書本上說的來。關于你的描述，乍一聽上去感覺你是在自找麻煩，因為你已經證實了你的產品沒問題，并且沒有收到過相關的投訴。事實擺在眼前，產品的質量無可辯駁。但是關于你的問題還是引起了我的一些思考。首先我不確定你產品性能的波動范圍是多少。聽到你的描述后我會一一考慮可能會造成此現象出現的原因，釬焊過程有好多需要考慮的變量。我也不太清楚你的裝配間隙有多大。工件的清潔度、接頭間隙、銼刀清理工件使用的力度大小等因素都是釬焊前需要考慮的因素。由于你沒有對所有的部件進行破壞性試驗，所以我不能確定你整體的接頭性能。其次雖然你焊接時候沒有釬劑，但是你可以在釬焊時采用氣體保護，這樣你產品的性能波動也會很小。感應加熱時常見的氣體保護方式是使用氮氣，焊接時氮氣會覆蓋整個焊接接頭進行保護。保護氣體并不會去除工件上原有的氧化物，但是有助于釬焊過程中抑制進一步的氧化。保護形式可以采取把部件封閉在密閉的腔體中然后通入氣體進行保護，也可以直接將保護氣體吹到焊接部位。有時為了獲得更為良好的焊接接頭外觀和性能，還會在保護氣體中加入少量的氫氣，少量的氫氣能夠在焊接過程中起到還原的作用，但為安全起見，充入氫氣含量不可太多。因為缺少足夠的信息，因此我不能對你描述的情況進行確切的評價。但是你可以從以下幾個方面去考慮，比如感應加熱釬焊的使用特點、釬焊材料的組成以及后續(xù)釬縫的打磨。首先感應加熱具有快速加熱的特點。釬焊時加熱時間越長，就會產生越多的氧化物。而感應加熱在快速加熱的情況下就能有效的減少這些氧化過程，我想這也是你們選用感應焊的原因所在。其他的釬焊方法通常焊接過程較長。另外，在焊接時工件一直旋轉也保證了工件溫度分布的均勻性。由于釬料中含有Mn元素，因此焊接時間過長會造成Mn的氧化。所以從焊接方法特點上來講，感應釬焊能夠使你的工件獲得良好的性能。其次你選用的釬料增加了你在無釬劑下釬焊成功的幾率。對于一些特殊的材料使用普通的釬料往往不能達到理想的效果，比如用于切割及剪切工具的高碳材料。對于此類材料的焊接通常推薦選用含鎳的釬料。鎳對碳元素具有良好的親和性以及潤濕性，從而增加了釬焊接頭的強度。由于你選用的釬料里面有較多的鎳含量，因此有益于獲得良好的釬焊接頭。如果想進一步提高對碳表面的潤濕及吸附力，可以選用含錳的釬料。錳的加入能夠提高對母材的潤濕性。所以你選用含錳的釬料極大的提高了你的焊接成功率。在對幾家釬焊材料供應商的網站調研后發(fā)現，正是由于錳元素對碳的良好潤濕性能，因此他們都選擇在釬料里面加入適量的錳。AWS釬焊手冊第5版第420頁在關于硬質合金和鈰的章節(jié)中寫到，“在使用含錳的釬料釬焊硬質合金材料時，比使用其他低熔點釬料需要更少的焊前界面準備工作?！币簿褪钦f錳含量的提高有助于你焊接鋼的潤濕鋪展及填縫性能。結論從以上分析可以看出之所以你在沒有釬劑的情況下也能成功的焊接在于你選擇了高頻感應釬焊和CuZnMi釬料。但是你仍有麻煩的氧化層需要處理，這時銼刀就派上了用場。成功的關鍵在于你剛加熱完就使用銼刀，應該在釬料還處于熔化狀態(tài)時，及時去除表面的氧化釬料。在其他材料的釬焊上曾經有過類似成功的案例，他們在釬料處于高溫狀態(tài)上及時使用機械方法去除了表面的氧化層，從而為后續(xù)熔化的金屬提供了潤濕鋪展的條件。傳統(tǒng)觀點認為焊接此類接頭必須使用釬劑。但是你的實踐證明看上去與這些論斷背道而馳。書本上傳承多年的工程經驗積累及沉淀我們稱之為“最佳實踐”，所以我認為你在焊接時候如果加入釬劑