第十六講91釬焊課件

第十六講

9-1釬焊（二）釬焊工藝常用金屬材料的釬焊釬焊缺陷及防止本堂課需要解決的問題：1、釬焊生產(chǎn)工藝包括哪些步驟？需要確定哪些工藝參數(shù)？2、釬焊接頭有哪些種類？其接頭設(shè)計(jì)需要注意哪些？3、可用于釬焊的材料有哪些？各有什么特點(diǎn)？請簡要介紹．4、釬焊的常見缺陷有哪些？如何防止？有哪些檢驗(yàn)方法？六、釬焊工藝

釬焊生產(chǎn)工藝包括釬焊接頭設(shè)計(jì)、釬焊前工件表面準(zhǔn)備、裝配、安置釬料、釬焊、釬后處理等各工序。

1、釬焊接頭設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)釬焊接頭時(shí)，首先應(yīng)考慮接頭的強(qiáng)度，其次還要考慮如何保證組合件的尺寸精度、零件的裝配定位、釬料的安置、釬焊接頭的間隙等工藝問題。釬焊接頭大多采用搭接形式。搭接長度可按下式計(jì)算：L=αδσb/στ。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，對采用銀基、銅基、鎳基等強(qiáng)度較高的釬料釬焊接頭，搭接長度通常取為薄件厚度的2～3倍；對用錫鉛等軟釬料釬焊接頭，可取為薄件厚度的4～5倍，但不希望搭接長度大于15mm。釬焊的各種接頭形式

a)平板釬焊的接頭形式

1、2、3—對接形式4—蓋板形式5、6—搭接形式7—雙蓋板形式8—搭接加蓋板形式9、10—彎邊和鎖邊形式

b)T形和斜角釬焊的接頭形式

11、22、13、14、—T形接頭15、16、17、18、19、20、21—斜角形式

c)管或棒與板的接頭形式

26、30—較少用27、28、29—常用31、32、33—多用34、35、36—板厚接頭

d)線接觸釬焊的接頭形式

37——一些典型接頭38——管狀散熱器接頭39——夾層結(jié)構(gòu)接頭40——蜂窩結(jié)構(gòu)接頭

e)管件釬焊的接頭形式

22—內(nèi)孔徑相同23—外徑相同24—外徑允許有差別25—不能有差別的外徑

設(shè)計(jì)釬焊接頭時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)力集中問題。接頭的工藝性設(shè)計(jì)包括接頭的裝配定位、安置釬料、限制釬料流動等。工藝孔是為滿足工藝上的要求而在接頭上開的孔，這對于密閉窗口尤為重要。密閉窗口必須開工藝孔（20—24a）。對于其他接頭，為使受熱膨脹的空氣逸出，也應(yīng)開設(shè)類似的工藝孔。

接頭間隙間隙的大小在很大的程度上影響釬縫的致密性和接頭強(qiáng)度。釬焊溫度下常用的接頭間隙范圍見P220表9-6。

用釬劑釬焊時(shí)，接頭的間隙應(yīng)選得大一些。釬焊接頭的定位方法

a)重力定位b)緊配合c)滾花d)翻邊

e)擴(kuò)口f)旋壓g)模鍛h)收口

i)咬邊j)開槽和彎邊k)夾緊l)定位銷

m)螺釘n)鉚接o)點(diǎn)焊

2、焊件表面準(zhǔn)備釬焊前必須仔細(xì)地清除工件表面的氧化物、油脂、臟物及油漆等。有時(shí)，釬焊前還必須將零件預(yù)先鍍覆某種金屬層。

(1)清除油污油污可用機(jī)溶劑去除。常用的有機(jī)溶劑有酒精、四氯化碳、汽油、三氯乙烯、二氯乙烷及三氯乙烷等。

(2)清除氧化物釬焊前，零件表面的氧化物可用機(jī)械方法、化學(xué)浸蝕法和電化學(xué)浸蝕方法進(jìn)行。3、裝配和固定

釬料的放置在各種釬焊方法中，除火焰釬焊和烙鐵釬焊外，大多數(shù)是將釬料預(yù)先安置在接頭上的。安置釬料時(shí)應(yīng)盡可能利用釬料的重力作用和間隙的毛細(xì)作用來促進(jìn)釬料填滿間隙。膏狀釬料應(yīng)直接涂在釬焊處；粉末狀釬料可用粘結(jié)劑調(diào)合后粘附在接頭上。釬料的放置方法

a)環(huán)狀釬料的放置

1、2—環(huán)狀釬料的合理放置3、4—防止沿法蘭平面流失的放置5、6—釬料緊貼接頭的放置7、8—接頭上開出釬料放置槽

b)箔狀釬料的放置

P—代表施加壓力

4、涂阻流劑為了防止釬料流失，有時(shí)需要涂阻流劑。阻流劑主要是由氧化物與適當(dāng)?shù)恼辰觿┙M成。釬焊前將糊狀阻流劑涂在鄰近接頭的零件表面上。阻流劑在保護(hù)氣氛爐中釬焊和真空爐中釬焊中用得很廣。5、釬焊工藝參數(shù)及確定釬焊過程的主要工藝是釬焊溫度和保溫時(shí)間。釬焊溫度通常選為高于釬料液相線溫度25～60℃。釬焊保溫時(shí)間視工件大小、釬料與母材相互作用的劇烈程度而定。過長的保溫時(shí)間將導(dǎo)致溶蝕等缺陷的發(fā)生。加熱速度冷卻速度

6、焊后清洗

釬劑殘?jiān)蠖鄶?shù)對釬焊接頭起腐蝕作用，也妨礙對釬縫的檢查，常需清除干凈。軟釬劑松香不會起腐蝕作用，不必清洗。由有機(jī)酸及鹽組成的釬劑，一般都溶于水，可采用熱水洗滌。由無機(jī)酸組成的軟釬劑溶于水，因此可用熱水洗滌。

硬釬焊用的硼砂釬劑殘?jiān)旧喜蝗苡谒?，很難清除，一般用噴砂去除。含氟硼酸鉀或氟化鎵的硬釬劑（如劑102）殘?jiān)捎盟蠡蛟跈幟仕釤崴星宄?。鋁用軟釬劑殘?jiān)捎糜袡C(jī)溶劑（例如甲醇）清除。鋁用硬釬劑殘?jiān)鼘︿X具有很大的腐蝕性，釬焊后必須清除干凈。對于有氟化物組成的無腐蝕性鋁釬劑。

七、常用金屬材料的釬焊

1、碳鋼和低合金鋼的釬焊⑴釬焊特點(diǎn)：氧化物易去除，釬焊性好；⑵釬焊材料：軟釬焊多用錫鉛釬料，硬釬焊用銅基或銀基釬料；⑶釬焊技術(shù)：①可用火焰釬焊、浸漬釬焊、爐中釬焊、電阻釬焊、保護(hù)氣氛釬焊和真空釬焊等方法；②火焰釬焊時(shí)，通常用中性焰或輕度還原性火焰，同時(shí)注意避免母材過熱，如不要直接加熱母材。③對于調(diào)質(zhì)鋼等，為避免退火，釬焊溫度不能過高且應(yīng)采用加熱快的釬焊方法，如感應(yīng)釬焊、浸漬釬焊等。

2、鋁及鋁合金的釬焊⑴釬焊特點(diǎn)：釬焊性不好，主要表現(xiàn)為①氧化物難去除②釬料、母材熔點(diǎn)接近③熱處理強(qiáng)化鋁合金接頭容易軟化④顏色無變化。

⑵釬焊材料：用鋁基釬料、氯化物釬劑、中性或惰性氣氛；⑶釬焊技術(shù)：①直接軟釬焊應(yīng)用很少，多用硬釬焊；②可用火焰釬焊、浸漬釬焊、爐中釬焊、保護(hù)氣氛釬焊和真空釬焊等方法；③火焰釬焊時(shí)，用汽油壓縮空氣為宜。3、銅及銅合金的釬焊⑴釬焊特點(diǎn)：銅合金種類很多，釬焊性取決于表面形成的氧化物和加熱、冷卻過程中材料性能的變化。⑵釬焊材料：軟釬焊多用錫鉛釬料，硬釬焊按材料不同，選用不同的釬焊材料。⑶釬焊技術(shù)：可用火焰釬焊、浸漬釬焊、爐中釬焊、電阻釬焊、感應(yīng)釬焊等方法；4、工具鋼和硬質(zhì)合金的釬焊⑴釬焊特點(diǎn)：要求接頭強(qiáng)度高、質(zhì)量可靠，接頭母材性能不受影響，同時(shí)要注意降低焊接應(yīng)力，防止裂紋。⑵釬焊材料：銅基釬料和銀基釬料⑶釬焊技術(shù)：可用火焰釬焊、浸漬釬焊、爐中釬焊、電阻釬焊、感應(yīng)釬焊等方法；可采取如下工藝措施：在釬縫中加入補(bǔ)償片、加大釬縫間隙等。5、不銹鋼的釬焊⑴釬焊特點(diǎn)：表面氧化膜難去除，晶粒容易長大和耐蝕性降低，且所有鉻鎳不銹鋼與液態(tài)釬料接觸均有應(yīng)力腐蝕傾向。⑵釬焊材料：軟釬焊主要用錫鉛釬料+氯化鋅鹽酸溶液或磷酸溶液；硬釬焊主要用銅基、銀基、錳基和鎳基釬料。⑶釬焊技術(shù)：軟釬焊時(shí)加熱要快，加熱溫度不能過高；硬釬焊時(shí)，用不同的釬料，焊接工藝各不相同。八、釬焊缺陷及防止

1、釬縫的不致密性缺陷氣孔夾渣為釬透間隙未填滿產(chǎn)生原因（P225表9-7）應(yīng)對措施：適當(dāng)增大釬縫間隙采用不等間隙（3～6°不平行間隙）（釬料會定向流動，排除缺陷）

２、母材的自裂及釬焊接頭的裂紋除了釬縫金屬會產(chǎn)生裂紋外，許多高強(qiáng)度材料，如不銹鋼、鎳基合金、銅鎢合金等自身也容易產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生原因（P225表9-8）應(yīng)對措施：用退火材料代替淬火材料會冷作硬化的材料預(yù)先退火減小接頭剛性，自由膨脹收縮用平緩的熱循環(huán)或均勻、整體加熱盡量選用低熔點(diǎn)釬料先消除應(yīng)力，冷卻后再釬焊

3、外觀缺陷外觀缺陷主要有母材溶蝕和釬縫表面成形不好。溶蝕是母材向釬料過度溶解造成，釬縫表面成形不好主要是指釬料流失，釬縫表面不光滑或沒形成圓角。其主要產(chǎn)生原因（見P226表9-9）。

應(yīng)對措施：正確選用釬焊材料正確選用釬焊工藝：控制加熱溫度、保溫時(shí)間嚴(yán)格控制釬料用量釬焊接頭缺陷的檢驗(yàn)方法

釬焊接頭缺陷的檢驗(yàn)方法可分為無損檢測和破壞性試驗(yàn)。日常生產(chǎn)中廣泛采用無損檢測。破壞性檢測只用于重要結(jié)構(gòu)的釬焊接頭的抽樣檢驗(yàn)。

1、外觀檢查肉眼或低倍放大鏡進(jìn)行表面檢查，檢查項(xiàng)目通常包括：釬料是否填滿間隙，釬縫外露一端是否形成圓角，圓角是否均勻，表面是否光滑；是否有裂紋、氣孔及其它外部缺陷。外觀檢查只是一種初步的檢查。2、表面缺陷檢驗(yàn)包括熒光檢驗(yàn)、著色檢驗(yàn)和磁粉檢驗(yàn)。它們用于檢查外觀檢查發(fā)現(xiàn)不了的釬縫表面微小缺陷，如裂紋、氣孔等。熒光檢驗(yàn)一般用于小型工件。著色檢驗(yàn)一般用于大型工件。磁粉檢驗(yàn)僅對磁性金屬有效。3、內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)采用X射線和Y射線、超聲波檢驗(yàn)和致密性檢驗(yàn)。

對于釬焊接頭，由于釬縫通常很薄，X射線和Y射線檢驗(yàn)在工件較厚的情況下，常因設(shè)備的靈敏度不夠而不能發(fā)現(xiàn)缺陷，使其應(yīng)用受到一定的限制