技術(shù)交流《工業(yè)加熱》第35卷2006年第4期釬焊工藝及設(shè)備呂靜茹(西安電爐研究所,陜西西安71001)摘要:爐中釬焊應(yīng)用十分廣泛,具有其它焊接方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。從釬焊的原理、釬劑的選擇、釬焊溫度、保護(hù)氣氛的種類及釬焊設(shè)備進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。關(guān)鍵詞:釬焊設(shè)備;保護(hù)氣氛;釬劑中圖分類號(hào):TG439文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1002-16392006040058-02ng-ru在汽車、空調(diào)、電子、航空航天等行業(yè)中,連續(xù)式不熔化,釆用比母材熔化溫度低的釬料,加熱溫度采取低氣體保護(hù)釬焊是一種非常重要且應(yīng)用十分廣泛的方法我于母材固相線而高于釬料液相線的一種連接方法。當(dāng)被連國(guó)自20世紀(jì)80年代以來(lái),從國(guó)外陸續(xù)引進(jìn)了各種類型接的零件和釬料加熱到釬料熔化,利用液態(tài)釬料在母材表的氣體保護(hù)釬焊爐,促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的提高。面潤(rùn)濕,鋪展與母材相互熔解和擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)零件間的連接自20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)的科研單位也相繼開(kāi)發(fā)出釬焊使用氣氛的選擇了用于鋼制及銅制零部件的可控氣氛釬焊爐,促進(jìn)了我母材與釬料不同所選用的控制氣氛也不同,詳細(xì)見(jiàn)國(guó)的發(fā)展,同時(shí)為國(guó)家節(jié)約了大量外匯。表1釬焊原理及工藝氣體的還原能力不但同氫氣和一氧化碳的含量有關(guān)釬焊屬于固相連接,它與熔焊方法不同,釬焊時(shí)母材而且取決于氣體的含水量。氣體的含水量以露點(diǎn)來(lái)表示表1美國(guó)焊接學(xué)會(huì)推薦硬釬焊使用的氣氛氣氛成分近似值(%)類號(hào)氣源真空度|叫(H2)(N)J(co)p(CO)母材燃?xì)?低氫)室溫1-5871-511-12帆黃鉀(脫碳)室溫141570-7191056Cu,Bag").銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金、RBCuzn. BCuP中碳鋼說(shuō)碳銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金3燃?xì)飧稍?c1516|7y-x510n(增碳)RBCuZn. BCuP中碳鋼。中和高碳鋼,蒙乃爾合金和鎳合金分解氨-40℃銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金25RBCuZn2,BCuP中碳鋼)、中和高碳鋼增碳5氣瓶氫氣-54℃197-100BAg, BCuPRBCuz、銅)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金B(yǎng)Cu. BNi中碳鋼》。中和高碳鋼,蒙乃爾合金和鎳合金,含鉻合金4脫氧而千室銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金燥的氫氣溫100BCu, BagRBCuzn. BCu脫碳中碳鋼銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金B(yǎng)Ag, BCuPRBCuZn、中碳鋼)。中和高碳鋼,蒙乃爾合發(fā)性材料BCu, BN金和鎳合金,含鉻合金,鈷、鉻、鎢合金和硬質(zhì)合金純惰性專用于氣氛類號(hào)氣體無(wú)機(jī)蒸汽BAg黃鋼7氣體共同使用銅2)、黃銅低碳鋼、蒙乃爾合金9真空惰性氣體(如BAg, BCuPRBCuZn專用工件清潔氣體氮?dú)宓?BCu, BNi中碳鋼。中和高碳鋼,蒙乃爾合金和鎳合金,含鉻合金,鈦鋯和鉛|提純10真空真空26eaBCuP,BAg中國(guó)煤化工10B真空0133665PaBCu, BAgCNMH真空0.13Pa以下Ni, BAu, BAISi耐熱和耐腐蝕鋼,鋁鈦和難熔合金注:美國(guó)焊接學(xué)會(huì)分類號(hào)6,7和9包括壓力降到260Pa1)當(dāng)采用含有揮發(fā)性元素的合金時(shí),氣氛中應(yīng)加入釬劑;2)銅必須完全脫氧或無(wú)氧;3)加熱時(shí)間要保持最短,以防止有害的脫碳;4)如果鋁、鈦、硅或鈹含量顯著,氣氛中應(yīng)加入釬劑58技術(shù)交流《工業(yè)加熱》第35卷2006年第4期含水量越小,露點(diǎn)越低。程度上影響釬縫的致密性和強(qiáng)度。間隙過(guò)小,釬料流入釬焊鋼和銅等金屬時(shí),由于這些金屬的氧化物容易困難,在釬縫內(nèi)形成夾渣或未釬透,導(dǎo)致接頭強(qiáng)度下降還原,允許氣體的露點(diǎn)高些,釬焊含鉻、錳量較多的合間隙過(guò)大,毛細(xì)作用減弱,釬料不能填滿間隙,也會(huì)影金,如不銹鋼時(shí),由于這些氧化物難以還原,應(yīng)選露點(diǎn)響接頭的致密性使強(qiáng)度下降。常用的接頭間隙范圍見(jiàn)表3。低的氣體們。在高溫下,氫氣是金屬氧化物的一種最好的表3釬焊接頭間隙活性還原劑。將液氨在850℃的溫度下分解可得到75%母材釬料間隙值mmH2,25%N2,然后再加以干燥便可使露點(diǎn)達(dá)到-60℃,這樣的氣氛很適合焊接不銹鋼銅001~0.05005~020(2)釬焊分類碳鋼銅鋅銀基003~0.15根據(jù)使用釬料的不同,釬焊一般分為:軟釬焊(釬0.50~0.20料液相線低于450℃)和硬釬焊(釬料液相線高于450℃)。001~005釬焊溫度高于900℃而又不使用釬劑的焊接方法也銀基稱作高溫釬焊不銹鋼錳基(3)與熔焊相比釬焊有如下優(yōu)點(diǎn)鎳基005~加熱溫度較低,對(duì)母材組織和性能影響較少;②焊件變形小,尤其是釆用爐中釬焊,焊件的變形可減小到最005~0.20低程度,容易保證焊件的尺寸精度;③釬焊接頭平整光銅和銅合滑,外形美觀;④可一次焊成幾十條或成百條釬縫,生產(chǎn)銀基005~0.20錫鉛005~0率高;⑤可實(shí)現(xiàn)異種金屬或合金、金屬與非金屬的連接(4)釬焊生產(chǎn)工藝鋁和鋁合金鋁基0.10030釬焊生產(chǎn)工藝包括釬焊前工件焊前表面準(zhǔn)備,裝配安置釬料、釬焊、焊后處理等工序。鈦和鈦合金銀基鈦基005~0.15①工件表面準(zhǔn)備:清除油污清除油污可用有機(jī)溶劑去除。常用的有機(jī)溶劑有酒精、四氯化碳、汽油等。(5)釬焊工藝參數(shù)清除氧化物清除釬焊前零件表面的氧化物可用機(jī)釬焊過(guò)程的主要工藝參數(shù)是釬焊溫度和保溫時(shí)間,釬械方法、化學(xué)浸蝕法進(jìn)行。適用于不同金屬的化學(xué)浸蝕焊溫度通常選為高于釬料液相線溫度25~60℃。液,成分見(jiàn)表2釬焊保溫時(shí)間視工件大小,釬料與母材相互作用的表2化學(xué)漫蝕液成分劇烈程度而定。大件的保溫時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些,以保證加熱均適用的母材浸蝕液成分(體積分?jǐn)?shù))處理溫度/℃勻。保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將導(dǎo)致溶蝕等缺陷。10%H2SO4,余量水銅和125%H2SO4+(1%3%)Na2SO4余量水22~772釬焊設(shè)備銅合金10%H2SO4+10%FeSO4余量水釬焊的方法很多,在這里著重介紹爐中釬焊。這種(0.5%~10%)HCl,余量水釬焊爐總長(zhǎng)一般均在15~20m以上,一般由氣體發(fā)生碳鋼與10%HSO4+緩蝕劑,余量水40~60氣、進(jìn)料端、加熱區(qū)、干燥區(qū)、冷卻區(qū)、出料端和電氣低合金鋼10%HCl+緩蝕劑,余量水控制系統(tǒng)組成。10%FeSO4+10%HC,余量水(1)保護(hù)氣氛:目前保護(hù)氣氛有4種,即氨分解氣鑄鐵125%H2SO4+12.5%HCL,余量水氛、石油液化氣燃燒氣氛,高純氮?dú)饧暗煽貧夥?。?6%H2SO,15%HC,5%HNO3,64%HO100(30s)于氨分解氣氛的應(yīng)用比較廣泛,只對(duì)氨分解氣氛進(jìn)行介紹不銹鋼25%HCl+30%HF+緩蝕劑,余量水氨分解氣氛的制備是以液氨為原料,經(jīng)裂解爐在催化10%H2SO4+10%HCl,余量水劑的作用下,發(fā)生如下反應(yīng):2NH3(催化劑)→→3H2↑+N2鈦及鈦合金(2%~3%)HF+(3%4%)HC,余量裂解后產(chǎn)生的的氣氛中含有75%的氫氣和25%的氮?dú)?。鋁及鋁合金0%NaOH,余量水5010%H2SO4,余量水室溫該氣氛由于含有75%的氫氣,其還原性較強(qiáng),可廣泛用于鋼制零件的銅釬焊、銀釬焊及鎳基釬料的釬焊,如汽車三②由于工件的裝配,固定及釬料的放置與工件的形濾件中國(guó)煤化工機(jī)油濾清器的焊接,汽狀,大小尺寸有關(guān),在這里不作介紹,我們可以根據(jù)用車化戶所提供的零件圖合理設(shè)計(jì)定位方法,釬料安置方法及CNMHG接均采用該保護(hù)氣氛。)加熱元件的種類:目前應(yīng)用在釬焊爐中的加熱釬焊接頭方法元件主要有SiC棒、電阻絲兩類③接頭間隙:釬焊時(shí)是依靠毛細(xì)力作用使釬料填滿(下轉(zhuǎn)第61頁(yè))間隙,因此必須正確選擇接頭間隙,間隙的大小在很大技術(shù)交流《工業(yè)加熱》第35卷2006年第4期觸點(diǎn)的電壽命沒(méi)有得到明顯的提高,接觸器的可靠運(yùn)行時(shí)同通斷次數(shù)下,較其它觸點(diǎn)使用方式而言,串聯(lián)使用的間和使用壽命主要是因觸點(diǎn)的數(shù)量增加而得以提高。觸點(diǎn)的表面灼傷痕跡明顯降低。由于沒(méi)有專用的檢測(cè)設(shè)接觸器觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧,實(shí)際是一種氣體放備,沒(méi)有做多極觸點(diǎn)串聯(lián)的接觸器電壽命的測(cè)試實(shí)驗(yàn),但電現(xiàn)象,是撞擊電離、熱電子發(fā)射和熱游離共同作用而通過(guò)理論分析以及上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的效果可以明確地推斷產(chǎn)生的電子流。降低電弧的溫度和電場(chǎng)的強(qiáng)度可加速電出:多極串聯(lián)觸點(diǎn)的電壽命將比其它方式更高?；〉南?。常用的滅弧裝置有磁吹式滅弧裝置、滅弧柵滅弧罩以及多斷點(diǎn)滅弧等5。4結(jié)論交流接觸器采用的橋式觸點(diǎn)結(jié)構(gòu),是一種典型的多接觸器應(yīng)用于單相加熱器電路中,不論觸點(diǎn)的接線斷點(diǎn)滅弧裝置。相對(duì)于單觸點(diǎn)而言,橋式觸點(diǎn)有兩處斷方式如何,主觸點(diǎn)的容量必須與其負(fù)載相匹配,這是保點(diǎn),若一處斷點(diǎn)的電弧重燃電壓為150~250V,則兩處障接觸器可靠運(yùn)行的前提條件。在此前提條件下,對(duì)于斷點(diǎn)就需要2×(150~250)V,所以有利于滅弧。依次冗余觸點(diǎn)的使用有多種方式,其中多極觸點(diǎn)串聯(lián)可增強(qiáng)類推,在觸點(diǎn)有冗余情況下,將接觸器的多極觸點(diǎn)串聯(lián)觸點(diǎn)的滅弧效果,能有效保護(hù)觸點(diǎn)、提高接觸器的電壽使用,觸點(diǎn)的斷點(diǎn)就會(huì)更多,滅弧效果也會(huì)更好。多極命,對(duì)提高溫控系統(tǒng)的可靠性有積極的作用。觸點(diǎn)的串聯(lián)接線方式如圖2所示參考文獻(xiàn)[l]陶愛(ài)榮,丁軻軻,呆東彥,等.雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線工藝加熱方案的比較[工業(yè)加熱,2005,34(4):58-59[2]趙立芳.電加熱管在低溫電阻爐應(yīng)用中的改進(jìn)[.工業(yè)爐2005,27(5):50-52[3]紀(jì)峻松,劉莉,徐延國(guó).單螺桿擠出機(jī)的溫度控制[]塑料科技,2002,152(6):37-39[4]張奇苗,張培仁,王康正,注塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)門J圖2三極觸點(diǎn)串聯(lián)方式自動(dòng)化與儀表,2005,(2):29-31實(shí)踐證明:相同負(fù)載情況下,多極觸點(diǎn)串聯(lián)使用的鄭萍現(xiàn)代電氣控制技術(shù)D.重慶:重慶大學(xué)出版社2001接觸器,斷開(kāi)時(shí)的電弧強(qiáng)度明顯減弱,并且很快熄滅;相B因3公3公3公公公公含3因因因B因因因333333334B434B(上接第59頁(yè))越長(zhǎng),要不斷調(diào)整張緊機(jī)構(gòu),張緊裝置調(diào)整量不足時(shí),要3)爐加熱區(qū)結(jié)構(gòu):爐加熱區(qū)結(jié)構(gòu)有兩種:①由耐剪切鏈條,最終導(dǎo)致失效。而且,由耐熱鋼制成的鏈條熱及保溫材料砌筑而成的爐膛內(nèi)置馬弗套,馬弗套由耐高溫加熱后,晶粒粗大變脆、易斷,剪接困難。②推舟熱合金鋼經(jīng)成型焊接而成。這種結(jié)構(gòu)由于密封性好,故機(jī)構(gòu):這種機(jī)構(gòu)的進(jìn)料口開(kāi)在爐的側(cè)面,將擺放工件的節(jié)省保護(hù)氣。但也有一個(gè)缺點(diǎn),在鋼制零件的銅釬焊時(shí),舟板從側(cè)口推入爐內(nèi),爐體長(zhǎng)度方向上有一氣缸,將舟其釬焊溫度在1120~1130℃左右,馬弗套長(zhǎng)期在高溫板向前推進(jìn)后,缸桿退回,再續(xù)另一個(gè)舟板,如此復(fù)下工作,產(chǎn)生熱蠕變,最終導(dǎo)致燒塌。以汽車三濾件的舟推一舟,工件從進(jìn)料區(qū)進(jìn)入釬焊區(qū)、冷卻區(qū)直至出爐焊接為例,根據(jù)工廠使用的實(shí)際情況,一年內(nèi)要更換兩口。它和網(wǎng)帶結(jié)構(gòu)均連續(xù)傳送,只不過(guò)網(wǎng)帶勻速傳送,推個(gè)2600mm×240mm×190mm的馬弗套。造價(jià)26萬(wàn)元。舟為步進(jìn)式傳送。它的優(yōu)點(diǎn)是傳送結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一個(gè)氣缸年用于馬弗套的費(fèi)用為52萬(wàn)元,運(yùn)行成本太高。工廠對(duì)即可,無(wú)網(wǎng)帶高溫蠕變之慮。舟板一般為石墨制成,價(jià)此很頭痛。當(dāng)然,鋁制產(chǎn)品的焊接,由于焊接溫度低,不格便宜,不足之處是工人裝卸工件略顯麻煩會(huì)有這方面的麻煩。②爐膛完全由耐熱及保溫材料砌筑3結(jié)論而成,無(wú)馬弗套。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是,由于無(wú)馬弗套,其爐膛使用壽命長(zhǎng),根據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn),5年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),爐隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展,氣體保護(hù)連續(xù)釬焊爐的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛,而它的應(yīng)用對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效膛不必大修。國(guó)內(nèi)某研究所研制的一種釬焊爐,即為該率具有極大的促進(jìn)作用。我國(guó)的科研單位應(yīng)大力開(kāi)發(fā)和類型研制各種類型的釬焊爐,以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。同時(shí),(4)傳送機(jī)構(gòu):對(duì)于連續(xù)式針焊爐,傳送方式有兩我國(guó)的工礦企業(yè)應(yīng)盡量采用我國(guó)自行研制的軒焊設(shè)備,以種:①網(wǎng)帶傳送機(jī)構(gòu):該機(jī)構(gòu)由變頻調(diào)速器、電機(jī)、行降低生產(chǎn)成本·提高效益.同時(shí)為國(guó)家節(jié)省外匯?？傂菙[線減速器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪、導(dǎo)向輪托輥及張緊裝置來(lái)完連續(xù)中國(guó)煤化工明,必將促進(jìn)企業(yè)的科成網(wǎng)帶的定向運(yùn)動(dòng)。傳送速度一般在100~500 mm/min技進(jìn)CNMHG十分廣闊之間可調(diào),它具有結(jié)構(gòu)緊湊,傳送平衡、可靠等特點(diǎn)2參考文獻(xiàn)工人操作簡(jiǎn)便,自動(dòng)化程度高。缺點(diǎn)是,在鋼制零件的[錢乙余.焊接方法與設(shè)備IM!北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001銅釬焊時(shí),網(wǎng)帶在高溫下工作,產(chǎn)生熱蠕變,網(wǎng)帶越拉[2]王秉銓工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996