Lodning af rustfrit stål

Lodning af rustfrit stål

1. Loddebarhed

Det primære problem ved lodning af rustfrit stål er, at oxidfilmen på overfladen alvorligt påvirker befugtningen og spredningen af ​​loddemetal.Forskellige rustfrit stål indeholder en betydelig mængde Cr, og nogle indeholder også Ni, Ti, Mn, Mo, Nb og andre elementer, som kan danne en række forskellige oxider eller endda sammensatte oxider på overfladen.Blandt dem er oxiderne Cr2O3 og TiO2 af Cr og Ti ret stabile og svære at fjerne.Ved lodning i luft skal der bruges aktivt flux for at fjerne dem;Ved lodning i beskyttende atmosfære kan oxidfilmen kun reduceres i en atmosfære med høj renhed med lavt dugpunkt og høj nok temperatur;Ved vakuumlodning er det nødvendigt at have nok vakuum og nok temperatur til at opnå en god slaglodning.

Et andet problem ved lodning af rustfrit stål er, at opvarmningstemperaturen har en alvorlig indvirkning på strukturen af ​​basismetallet.Lodningstemperaturen for austenitisk rustfrit stål må ikke være højere end 1150 ℃, ellers vil kornet vokse alvorligt;Hvis austenitisk rustfrit stål ikke indeholder stabilt element Ti eller Nb og har højt kulstofindhold, skal lodning inden for sensibiliseringstemperaturen (500 ~ 850 ℃) også undgås.For at forhindre korrosionsbestandigheden i at falde på grund af udfældning af chromcarbid.Valget af loddetemperatur for martensitisk rustfrit stål er mere strengt.Den ene er at matche loddetemperaturen med bratkølingstemperaturen for at kombinere lodningsprocessen med varmebehandlingsprocessen;Den anden er, at loddetemperaturen skal være lavere end anløbningstemperaturen for at forhindre, at basismetallet bliver blødt under lodning.Loddetemperaturvalgsprincippet for nedbørshærdende rustfrit stål er det samme som for martensitisk rustfrit stål, det vil sige, at loddetemperaturen skal passe til varmebehandlingssystemet for at opnå de bedste mekaniske egenskaber.

Ud over de ovennævnte to hovedproblemer er der en tendens til spændingsrevner ved lodning af austenitisk rustfrit stål, især ved lodning med kobberzinkfyldmetal.For at undgå spændingsrevner skal emnet spændingsudglødet før lodning, og emnet skal være ensartet opvarmet under lodning.

2. Lodningsmateriale

(1) I henhold til brugskravene for svejsninger i rustfrit stål omfatter de almindeligt anvendte loddefyldningsmetaller til svejsninger i rustfrit stål Tin Bly lodning fyldmetal, sølvbaseret lodde fyldmetal, kobberbaseret lodde fyldmetal, manganbaseret lodde fyldstof, nikkelbaseret lodning fyldmetal og ædelmetal lodning fyldmetal.

Blyloddetin bruges hovedsageligt til lodning af rustfrit stål, og det er velegnet til at have højt tinindhold.Jo højere tinindholdet i loddemetal er, jo bedre kan det fugtes på rustfrit stål.Forskydningsstyrken af ​​1Cr18Ni9Ti rustfrit stålsamlinger loddet med flere almindelige blyloddetin er anført i tabel 3. På grund af samlingernes lave styrke bruges de kun til lodning af dele med lille bæreevne.

Tabel 3 forskydningsstyrke af 1Cr18Ni9Ti rustfrit stålsamling loddet med blyloddetin

Sølvbaserede fyldmetaller er de mest almindeligt anvendte fyldmetaller til lodning af rustfrit stål.Blandt dem er sølv kobber zink og sølv kobber zink cadmium fyldmetaller mest udbredt, fordi loddetemperaturen har ringe indflydelse på basismetallets egenskaber.Styrken af ​​ICr18Ni9Ti-samlinger i rustfrit stål loddet med flere almindelige sølvbaserede lodninger er anført i tabel 4. De rustfrie stålsamlinger loddet med sølvbaserede loddematerialer bruges sjældent i stærkt ætsende medier, og samlingernes arbejdstemperatur overstiger generelt ikke 300 ℃ .Ved lodning af rustfrit stål uden nikkel, for at forhindre korrosion af loddet samling i fugtigt miljø, skal der anvendes lodning af fyldmetal med mere nikkel, såsom b-ag50cuzncdni.Ved lodning af martensitisk rustfrit stål skal der, for at forhindre blødgøring af uædle metaller, anvendes lodning af fyldmetal med lodningstemperatur, der ikke overstiger 650 ℃, såsom b-ag40cuzncd.Ved lodning af rustfrit stål i en beskyttende atmosfære, for at fjerne oxidfilmen på overfladen, kan der anvendes lithiumholdigt selvloddende flusmiddel, såsom b-ag92culi og b-ag72culi.Ved lodning af rustfrit stål i vakuum, for at få tilsatsmetallet stadig at have en god befugtningsevne, når det ikke indeholder elementer som Zn og CD, der er lette at fordampe, kan sølvspartelmetallet indeholdende elementer som Mn, Ni og RD valgte.

Tabel 4 styrke af ICr18Ni9Ti rustfrit stålfuge loddet med sølvbaseret fyldmetal

Kobberbaserede lodde fyldmetaller, der anvendes til lodning af forskellige stål, er hovedsageligt rent kobber, kobber nikkel og kobber mangan kobolt lodning fyldstoffer.Ren kobber lodning fyldmetal bruges hovedsageligt til lodning under gasbeskyttelse eller vakuum.Arbejdstemperaturen for fuge i rustfrit stål er ikke mere end 400 ℃, men samlingen har dårlig oxidationsmodstand.Kobber nikkel lodning fyldmetal bruges hovedsageligt til flamme lodning og induktion lodning.Styrken af ​​den loddede 1Cr18Ni9Ti rustfri stålsamling er vist i tabel 5. Det kan ses, at samlingen har samme styrke som basismetallet, og arbejdstemperaturen er høj.Cu Mn co lodning fyldmetal bruges hovedsageligt til lodning af martensitisk rustfrit stål i beskyttende atmosfære.Fugestyrken og arbejdstemperaturen kan sammenlignes med dem, der er loddet med guldbaseret spartelmetal.For eksempel har 1Cr13 rustfrit stålsamling loddet med b-cu58mnco loddemetal den samme ydeevne som den samme rustfri stålsamling loddet med b-au82ni loddemetal (se tabel 6), men produktionsomkostningerne er stærkt reduceret.

Tabel 5 forskydningsstyrke af 1Cr18Ni9Ti rustfrit stålsamling loddet med højtemperatur kobberbaseret fyldmetal

Tabel 6 forskydningsstyrke af 1Cr13 rustfrit stål loddet samling

Manganbaserede loddematerialer bruges hovedsageligt til gasafskærmet lodning, og renheden af ​​gas skal være høj.For at undgå kornvækst af basismetallet skal det tilsvarende loddetilsætningsmetal med loddetemperatur lavere end 1150 ℃ vælges.Tilfredsstillende loddeeffekt kan opnås for samlinger af rustfrit stål, der er loddet med manganbaseret loddemiddel, som vist i tabel 7. Samlingens arbejdstemperatur kan nå 600 ℃.

Tabel 7 forskydningsstyrke af lcr18ni9fi rustfrit stålsamling loddet med manganbaseret fyldmetal

Når rustfrit stål er loddet med nikkelbaseret fyldmetal, har samlingen god ydeevne ved høj temperatur.Dette fyldmetal bruges generelt til gasafskærmet lodning eller vakuumlodning.For at overvinde problemet med, at der dannes flere sprøde forbindelser i den loddede fuge under fugedannelsen, hvilket alvorligt reducerer fugens styrke og plasticitet, bør fugespalten minimeres for at sikre, at elementerne let kan danne sprød fase i loddemidler er fuldstændigt spredt ind i basismetallet.For at forhindre forekomsten af ​​basismetalkornvækst på grund af lang holdetid ved loddetemperatur, kan procesmålene korttidsholding og diffusionsbehandling ved lavere temperatur (sammenlignet med loddetemperatur) efter svejsning tages.

Ædelmetal lodning fyldmetaller, der anvendes til lodning af rustfrit stål, omfatter hovedsageligt guldbaserede fyldningsmetaller og palladiumholdige fyldmetaller, hvoraf de mest typiske er b-au82ni, b-ag54cupd og b-au82ni, som har god befugtningsevne.Den loddede rustfri stålforbindelse har høj høj temperaturstyrke og oxidationsmodstand, og den maksimale arbejdstemperatur kan nå 800 ℃.B-ag54cupd har lignende egenskaber som b-au82ni og prisen er lav, så den har en tendens til at erstatte b-au82ni.

(2) Overfladen af ​​rustfrit stål i flusmiddel og ovnatmosfære indeholder oxider som Cr2O3 og TiO2, som kun kan fjernes ved at bruge flusmiddel med stærk aktivitet.Når rustfrit stål loddes med blyloddetin, er det egnede flusmiddel fosforsyre vandig opløsning eller zinkoxid saltsyreopløsning.Aktivitetstiden for vandig fosforsyreopløsning er kort, så loddemetoden til hurtig opvarmning skal anvendes.Fb102, fb103 eller fb104 flusmidler kan bruges til lodning af rustfrit stål med sølvbaserede fyldmetaller.Ved lodning af rustfrit stål med kobberbaseret fyldmetal anvendes fb105 flux på grund af den høje loddetemperatur.

Ved lodning af rustfrit stål i ovnen anvendes ofte vakuumatmosfære eller beskyttende atmosfære såsom brint, argon og nedbrydningsammoniak.Under vakuumlodning skal vakuumtrykket være lavere end 10-2Pa.Ved lodning i en beskyttende atmosfære må gassens dugpunkt ikke være højere end -40 ℃. Hvis gasrens renhed ikke er tilstrækkelig, eller loddetemperaturen ikke er høj, kan en lille mængde gasloddemiddel, såsom bortrifluorid, tilføjes atmosfæren.

2. Lodningsteknologi

Rustfrit stål skal rengøres mere strengt før lodning for at fjerne fedt og oliefilm.Det er bedre at lodde umiddelbart efter rengøring.

Lodning i rustfrit stål kan anvende flamme-, induktions- og ovnmediumopvarmningsmetoder.Ovnen til lodning i ovnen skal have et godt temperaturkontrolsystem (afvigelsen af ​​loddetemperaturen skal være ± 6 ℃) og kan afkøles hurtigt.Når brint anvendes som beskyttelsesgas til lodning, afhænger kravene til brint af loddetemperaturen og sammensætningen af ​​basismetallet, det vil sige, jo lavere loddetemperaturen er, jo mere indeholder basismetallet stabilisator, og jo lavere er duggen. brintpunkt er påkrævet.For eksempel, for martensitisk rustfrit stål, såsom 1Cr13 og cr17ni2t, skal dugpunktet for brint ved lodning ved 1000 ℃ være lavere end -40 ℃;For 18-8 kromnikkel rustfrit stål uden stabilisator skal brints dugpunkt være lavere end 25 ℃ under lodning ved 1150 ℃;Men for 1Cr18Ni9Ti rustfrit stål, der indeholder titaniumstabilisator, skal brintdugpunktet være lavere end -40 ℃ ved lodning ved 1150 ℃.Ved slaglodning med argonbeskyttelse skal renheden af ​​argon være højere.Hvis kobber eller nikkel er belagt på overfladen af ​​rustfrit stål, kan kravet til renheden af ​​beskyttelsesgassen reduceres.For at sikre fjernelse af oxidfilm på overfladen af ​​rustfrit stål, kan BF3 gasflux også tilføjes, og lithium- eller borholdigt selvflux-loddemiddel kan også bruges.Ved vakuumlodning af rustfrit stål afhænger kravene til vakuumgrad af loddetemperaturen.Med stigningen i loddetemperaturen kan det nødvendige vakuum reduceres.

Hovedprocessen for rustfrit stål efter lodning er at rense restfluxen og reststrømningshæmmeren og udføre varmebehandling efter lodning, hvis det er nødvendigt.Afhængigt af den anvendte flusmiddel og loddemetode kan restflux vaskes med vand, renses mekanisk eller kemisk renses.Hvis der bruges slibemiddel til at rense den resterende flusmiddel eller oxidfilm i det opvarmede område nær samlingen, skal der anvendes sand eller andre ikke-metalliske fine partikler.Dele lavet af martensitisk rustfrit stål og udfældningshærdende rustfrit stål har brug for varmebehandling i henhold til materialets særlige krav efter lodning.Rustfrie stålsamlinger loddet med Ni Cr B og Ni Cr Si fyldmetaller behandles ofte med diffusionsvarmebehandling efter lodning for at reducere kravene til loddespalte og forbedre samlingernes mikrostruktur og egenskaber.