Lodding av rustfritt stål

Lodding av rustfritt stål

1. Loddebarhet

Det primære problemet ved lodding av rustfritt stål er at oksidfilmen på overflaten alvorlig påvirker fuktingen og spredningen av loddetinn.Ulike rustfrie stål inneholder en betydelig mengde Cr, og noen inneholder også Ni, Ti, Mn, Mo, Nb og andre elementer, som kan danne en rekke oksider eller til og med komposittoksider på overflaten.Blant dem er oksidene Cr2O3 og TiO2 av Cr og Ti ganske stabile og vanskelige å fjerne.Ved lodding i luft må aktiv fluss brukes for å fjerne dem;Ved lodding i beskyttende atmosfære, kan oksidfilmen reduseres bare i høy renhet med lavt duggpunkt og høy nok temperatur;Ved vakuumlodding er det nødvendig å ha nok vakuum og nok temperatur for å oppnå god loddingseffekt.

Et annet problem med lodding av rustfritt stål er at oppvarmingstemperaturen har en alvorlig effekt på strukturen til basismetallet.Loddetemperaturen til austenittisk rustfritt stål skal ikke være høyere enn 1150 ℃, ellers vil kornet vokse alvorlig;Hvis austenittisk rustfritt stål ikke inneholder stabilt element Ti eller Nb og har høyt karboninnhold, skal lodding innenfor sensibiliseringstemperaturen (500 ~ 850 ℃) også unngås.For å hindre at korrosjonsmotstanden reduseres på grunn av utfelling av kromkarbid.Valget av loddetemperatur for martensittisk rustfritt stål er strengere.Den ene er å matche loddetemperaturen med bråkjølingstemperaturen, for å kombinere loddeprosessen med varmebehandlingsprosessen;Den andre er at loddetemperaturen bør være lavere enn herdingstemperaturen for å forhindre at grunnmetallet mykner under lodding.Prinsippet for valg av loddetemperatur for nedbørsherding av rustfritt stål er det samme som for martensittisk rustfritt stål, det vil si at loddetemperaturen må samsvare med varmebehandlingssystemet for å oppnå de beste mekaniske egenskapene.

I tillegg til de to hovedproblemene ovenfor, er det en tendens til spenningssprekker ved lodding av austenittisk rustfritt stål, spesielt ved lodding med kobbersinkfyllmetall.For å unngå spenningssprekker skal arbeidsstykket spenningsavlastes før lodding, og arbeidsstykket skal være jevnt oppvarmet under lodding.

2. Loddemateriale

(1) I henhold til brukskravene til sveiser i rustfritt stål, inkluderer de vanligste loddefyllingsmetallene for sveising av rustfritt stål tinn blyloddemasse, sølvbasert loddemasse, kobberbasert loddefyllmetall, manganbasert loddemasse, nikkelbasert lodde fyllmetall og edelt metall lodde fyllmetall.

Blyloddemetall brukes hovedsakelig til lodding av rustfritt stål, og det er egnet til å ha høyt tinninnhold.Jo høyere tinninnhold i loddetinn, desto bedre fuktbarhet på rustfritt stål.Skjærstyrken til 1Cr18Ni9Ti rustfrie skjøter loddet med flere vanlige blyloddemetaller er oppført i tabell 3. På grunn av den lave styrken til skjøtene brukes de kun til lodding av deler med liten bæreevne.

Tabell 3 skjærstyrke for 1Cr18Ni9Ti rustfritt stål skjøt loddet med tinn blylodd

Sølvbaserte fyllmetaller er de mest brukte fyllmetallene for lodding av rustfritt stål.Blant dem er sølv kobber sink og sølv kobber sink kadmium fyllmetaller mest brukt fordi loddetemperaturen har liten innvirkning på egenskapene til basismetallet.Styrken til ICr18Ni9Ti rustfrie stålskjøter loddet med flere vanlige sølvbaserte loddemetaller er oppført i tabell 4. De rustfrie stålskjøtene loddet med sølvbaserte loddemetaller brukes sjelden i svært korrosive medier, og arbeidstemperaturen til skjøtene overstiger vanligvis ikke 300 ℃ .Ved lodding av rustfritt stål uten nikkel, for å forhindre korrosjon av loddede skjøter i fuktige omgivelser, skal det benyttes lodding av tilsatsmetall med mer nikkel, slik som b-ag50cuzncdni.Ved lodding av martensittisk rustfritt stål, for å forhindre mykgjøring av uedelt metall, skal det brukes lodding av fyllmetall med loddingstemperatur som ikke overstiger 650 ℃, for eksempel b-ag40cuzncd.Ved lodding av rustfritt stål i beskyttende atmosfære, for å fjerne oksidfilmen på overflaten, kan litiumholdig selvloddende flussmiddel brukes, slik som b-ag92culi og b-ag72culi.Ved lodding av rustfritt stål i vakuum, for å få tilsatsmetallet fortsatt å ha god fuktbarhet når det ikke inneholder elementer som Zn og CD som er lett å fordampe, kan sølvfyllmetallet som inneholder elementer som Mn, Ni og RD valgt.

Tabell 4 styrke av ICr18Ni9Ti rustfritt stål skjøt loddet med sølvbasert fyllmetall

Kobberbaserte loddingsfyllmetaller som brukes til lodding av forskjellige stål er hovedsakelig rent kobber, kobbernikkel og kobbermangan koboltloddefyllmetaller.Rent kobberloddefyllmetall brukes hovedsakelig til lodding under gassbeskyttelse eller vakuum.Arbeidstemperaturen til rustfritt stålskjøt er ikke mer enn 400 ℃, men skjøten har dårlig oksidasjonsmotstand.Kobber-nikkel-loddemetall brukes hovedsakelig til flammelodding og induksjonslodding.Styrken til den loddede 1Cr18Ni9Ti rustfrie skjøten er vist i tabell 5. Det kan ses at skjøten har samme styrke som grunnmetallet, og arbeidstemperaturen er høy.Cu Mn co lodding fyllmetall brukes hovedsakelig til lodding av martensittisk rustfritt stål i beskyttende atmosfære.Fugestyrken og arbeidstemperaturen kan sammenlignes med de som er loddet med gullbasert fyllmetall.For eksempel har 1Cr13-skjøten i rustfritt stål loddet med b-cu58mnco-loddemetall den samme ytelsen som den samme skjøten i rustfritt stål som er loddet med b-au82ni-loddetinn (se tabell 6), men produksjonskostnadene er sterkt redusert.

Tabell 5 skjærstyrke for 1Cr18Ni9Ti rustfritt stål skjøt loddet med høytemperatur kobberbasert fyllmetall

Tabell 6 skjærstyrke for 1Cr13 loddet skjøt i rustfritt stål

Manganbaserte loddingfyllmetaller brukes hovedsakelig til gassskjermet lodding, og renheten til gassen kreves for å være høy.For å unngå kornvekst av basismetallet, bør det tilsvarende loddefyllmetallet med loddetemperatur lavere enn 1150 ℃ velges.Tilfredsstillende loddeeffekt kan oppnås for skjøter i rustfritt stål som er loddet med manganbasert loddemetall, som vist i tabell 7. Arbeidstemperaturen til skjøten kan nå 600 ℃.

Tabell 7 skjærstyrke for lcr18ni9fi rustfritt stålskjøt loddet med manganbasert fyllmetall

Når rustfritt stål er loddet med nikkelbasert fyllmetall, har skjøten god høytemperaturytelse.Dette fyllmetallet brukes vanligvis til gassskjermet lodding eller vakuumlodding.For å overvinne problemet med at det produseres mer sprø forbindelser i den loddede fugen under fugedannelsen, noe som reduserer styrken og plastisiteten til fugen, bør fugespalten minimeres for å sikre at elementene lett kan danne sprø fase i fugen. loddetinn er fullstendig diffundert inn i grunnmetallet.For å forhindre forekomst av uedelt metallkornvekst på grunn av lang holdetid ved loddetemperatur, kan prosessmålene korttidsholding og diffusjonsbehandling ved lavere temperatur (sammenlignet med loddetemperatur) etter sveising tas.

Edelmetaller for lodding av fyllmetaller som brukes til lodding av rustfritt stål inkluderer hovedsakelig gullbaserte fyllmetaller og palladiumholdige fyllmetaller, hvorav de mest typiske er b-au82ni, b-ag54cupd og b-au82ni, som har god fuktbarhet.Den loddede rustfrie stålskjøten har høy høytemperaturstyrke og oksidasjonsmotstand, og den maksimale arbeidstemperaturen kan nå 800 ℃.B-ag54cupd har lignende egenskaper som b-au82ni og prisen er lav, så den har en tendens til å erstatte b-au82ni.

(2) Overflaten av rustfritt stål i flussmiddel og ovnsatmosfære inneholder oksider som Cr2O3 og TiO2, som kun kan fjernes ved å bruke flussmiddel med sterk aktivitet.Når rustfritt stål er loddet med blyloddetinn, er den egnede flussmidlet fosforsyre vandig løsning eller sinkoksid saltsyreløsning.Aktivitetstiden til den vandige fosforsyreløsningen er kort, så loddemetoden for rask oppvarming må tas i bruk.Fb102, fb103 eller fb104 flussmidler kan brukes for lodding av rustfritt stål med sølvbaserte fyllmetaller.Ved lodding av rustfritt stål med kobberbasert fyllmetall, brukes fb105 flussmiddel på grunn av den høye loddingstemperaturen.

Ved lodding av rustfritt stål i ovnen brukes ofte vakuumatmosfære eller beskyttende atmosfære som hydrogen, argon og nedbrytningsammoniakk.Under vakuumlodding skal vakuumtrykket være lavere enn 10-2Pa.Ved lodding i en beskyttende atmosfære skal duggpunktet til gassen ikke være høyere enn -40 ℃ Hvis gassrenheten ikke er nok eller loddetemperaturen ikke er høy, kan en liten mengde gassloddefluks, som bortrifluorid, legges til atmosfæren.

2. Loddeteknologi

Rustfritt stål må rengjøres grundigere før lodding for å fjerne fett og oljefilm.Det er bedre å lodde umiddelbart etter rengjøring.

Lodding i rustfritt stål kan ta i bruk flamme-, induksjons- og ovnsmediumoppvarmingsmetoder.Ovnen for lodding i ovnen må ha et godt temperaturkontrollsystem (avviket i loddingstemperaturen må være ± 6 ℃) og kan avkjøles raskt.Når hydrogen brukes som dekkgass for lodding, avhenger kravene til hydrogen av loddingstemperaturen og sammensetningen av basismetallet, det vil si at jo lavere loddingstemperatur, desto mer inneholder basismetallet stabilisator, og jo lavere dugg. poeng av hydrogen er nødvendig.For eksempel, for martensittiske rustfrie stål som 1Cr13 og cr17ni2t, ved lodding ved 1000 ℃, må duggpunktet for hydrogen være lavere enn -40 ℃;For 18-8 kromnikkel rustfritt stål uten stabilisator, skal duggpunktet for hydrogen være lavere enn 25 ℃ under lodding ved 1150 ℃;For 1Cr18Ni9Ti rustfritt stål som inneholder titanstabilisator, må imidlertid hydrogenduggpunktet være lavere enn -40 ℃ ved lodding ved 1150 ℃.Ved lodding med argonbeskyttelse kreves det at renheten til argon er høyere.Hvis kobber eller nikkel er belagt på overflaten av rustfritt stål, kan kravet til renheten til beskyttelsesgassen reduseres.For å sikre fjerning av oksidfilm på overflaten av rustfritt stål, kan BF3-gassfluks også tilsettes, og litium- eller borholdig selvflukslodd kan også brukes.Ved vakuumlodding av rustfritt stål avhenger kravene til vakuumgrad av loddetemperaturen.Med økningen av loddetemperaturen kan det nødvendige vakuumet reduseres.

Hovedprosessen for rustfritt stål etter lodding er å rense restfluksen og reststrømningshemmeren, og utføre varmebehandling etter lodding om nødvendig.Avhengig av flussmiddel og loddemetode som brukes, kan restfluss vaskes med vann, rengjøres mekanisk eller kjemisk rengjøres.Hvis det brukes slipemiddel for å rense restflussmiddelet eller oksidfilmen i det oppvarmede området nær skjøten, skal sand eller andre ikke-metalliske fine partikler brukes.Deler laget av martensittisk rustfritt stål og nedbørsherdende rustfritt stål trenger varmebehandling i henhold til de spesielle kravene til materialet etter lodding.Rustfrie skjøter loddet med Ni Cr B og Ni Cr Si fyllmetaller behandles ofte med diffusjonsvarmebehandling etter lodding for å redusere kravene til loddespalte og forbedre skjøtenes mikrostruktur og egenskaper.