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[摘 要]在钎焊过程中熔剂的功能是保护熔化的钎料和受热的基本金属免受氧化,清除液体钎料表面的氧化物,改善液态钎料对基本金属的润湿作用,从而获得牢固的钎焊街头。不同的钎料和钎焊方法要用不同的钎料熔剂。软钎料应配用软钎焊熔剂,这类熔剂在钎焊钢、铜及铜合金时,可只用氧化锌,为增加熔剂的活性还可以加入氯化铵。钎焊怕腐蚀零件时可用有机熔剂,如松香、松香-酒精溶液等。用于铝及铝合金软钎焊的熔剂则由氯化物和氟化物等组成。
[关键词]火焰钎焊 刀具 焊接 安全
中图分类号:S219 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)16-0073-01
正文
配合硬钎料使用的熔剂叫赢钎焊熔剂。这类熔剂多用于火焊钎焊。在钎焊钢、铜及铜合金时,广泛采用硼化物组成的熔剂(如剂101等),以硼为基本元素,脱水硼砂熔化后,不仅无明显蒸发而且流动性好,能剧烈地还原许多金属氧化物,特别是铜的氧化物。在钎焊合金钢及耐热钢时,为提高熔剂的还原能力,再在硼砂及硼酸中加入碱金属及碱土金属(钾、钠等)的氧化物(如氟化钾、氟化钠等)。加入碱金属及碱土金属的氯化物(氯化钾、氯化钠等),可降低熔剂的熔点。
一、钎料及熔剂的选择
钎焊接头的性能和质量在很大程度上取决于钎料和熔剂,对于那些强度要求不高,工作温度低的焊件可采用软钎料,反之则采用硬钎料。此外还要注意接头的抗腐蚀性能等,并要注意所选用的钎料的熔点应比基本金属低40-60℃。选择熔剂时,不但要考虑钎焊金属的种类,还应考虑所用钎料的类型。
二、钎焊接头预留间隙的选择
为了获得优质的钎焊接头,预留间隙的选择很重要。不同的钎料钎焊不同的金属时预留间隙的大小不同可参照如下:基本金属是铝及铝合金时,钎料为铝基钎料预留间隙0.05-0.30mm基本金属是铜及铜合金时,钎料为铜磷钎料时预留间隙0.02-0.15mm,为铜锌钎料时预留间隙0.05-0.30mm,为银钎料时预留间隙0.03-0.20mm。基本金属是不锈钢时,钎料为银钎料预留间隙0.05-0.15mm,为铜锌钎料预留间隙0.05-0.30mm,为镍基钎料预留间隙0.05-0.20mm。基本金属是钢时,钎料为铜锌钎料预留间隙0.05-0.30mm,为银钎料预留间隙0.05-0.20mm。
三、焊前清理
对于焊件表面的油污可用汽油、四氯化碳等有机溶液清洗,并在60-80℃的热水中冲刷。有较多的锈及氧化铁存在时可用机械方法,如:锉刀、砂布或者喷砂等清理。也可用酸洗方法清理。经常采用的酸洗溶液有硫酸、盐酸、氢氟酸及其混合物的水溶液。酸洗后应用热水冲刷并干燥。
四、硬质合金刀具的火焰钎焊
车刀、刨刀等刀具的硬质合金刀头常用氧-乙炔焰钎焊。钎焊时由于刀头比刀杆的线膨胀系数低(一倍左右),故内应力较大,易产生裂纹。为此必须合理选择刀槽形式、钎料及钎焊操作工艺。
刀槽为防止裂纹,常用烦人形式见图1。刀槽可用铣床或者刨床加工。加工面光洁度应不低于▽4,并且焊前应去除毛刺和用汽油或者酒精清洗。
刀头表面的清洗刀头钎焊面的氧化物及污物必须清除,以便钎焊时钎料能很好的润湿刀头。清理的方法可用喷砂的方法,也可以在碳化硅砂轮片上轻磨,切不可用钳子等工具夹住刀头在砂轮上或者在磨床上磨,以防刀头裂纹,更不能用化学机械研磨,否则会使刀头表面的钴腐蚀掉,给钎焊带来困难,质量降低。
钎料及熔剂硬质合金刀具钎焊时,可用铜锌钎料作为填充材料,其中以“料104”为好,它不仅有较高的强度而且有良好的塑性,钎焊后不易脱焊。高钛硬质合金钎焊时可用银钎料,如“料301”等。熔剂可采用脱水硼砂(60%)+硼酸(40%)。使用银钎料可配“剂102”作熔剂。
钎焊过程根据钎料加入的方式不同,可分为预置钎料法和熔入法两种操作方法。
预置钎料法:是将“料104”做成厚0.5mm左右,大小与刀头相等的钎料片连同熔剂一起,预先放置在刀槽中如图2所示,钎焊过程如图3所示。
①将刀杆用夹具固定后,用中性焰加热刀杆、刀槽底部及侧面,将刀槽部位热至暗红色(650℃左右)。
②再用外焰加热刀槽四周,并少许加热刀头,带熔剂熔化后要继续加热,使钎料也全部熔化,并沿缝隙渗出。
③待“料104”钎料熔化至微出蓝花和白烟(因锌的蒸发而产生蓝火白烟)时,立即用加压杆拨动刀头,在刀槽内往复移动几次。
④最后将刀头移至正常位置,立即用加压杆在刀头中部施加压力,以使刀头和刀槽之间更好地进行扩散、熔解,从而获得优质的钎焊接头。
待钎焊缝凝固后,立即将刀具埋入石灰中进行缓冷,以减少和防止裂纹。有条件的地方还可以将刀具直接放入炉中进行370℃左右的低温回火,对减少应力和防止裂纹很有效果。
熔入法钎焊刀具:它不用预置钎料片而是用丝状铜锌钎料,过程如图4所示。
①将刀杆用夹具固定后,用氧-乙炔火焰均匀加热刀槽四周,并少许加热刀头,一直加热到钎料接近熔化的温度。
②此时,用火焰将丝状铜钎料加热,沾上熔剂(脱水硼砂+硼酸),然后继续加热刀槽周围,至能够使钎料熔化的温度时,立即将沾有熔剂的钎料送入火焰下的接头缝隙处,并接触缝隙边沿,使其快速地熔化渗入并填满接头间隙,完成钎焊过程。待钎料凝固后立即放入石棉灰或者石灰中缓冷。
五、灰铸铁的钎焊
灰铸铁冷焊方法之一是氧-乙炔火焰钎焊。钎焊常采用黄铜焊丝作钎料(如“料103”),她焊补灰铸铁的优点在于焊接速度快,工件受热小,且基本金属不熔化,不会产生熔合区的白口层,同时热应力也小,不易产生裂纹。
铸铁钎焊时,熔剂可用脱水硼砂(100%),也可用硼砂(50%)+硼酸(50%),有时还用硼砂(70%)+硼酸(10%)+食盐(20%)。
图5所示的變速箱瓦盖裂纹,也就是黄铜钎料钎焊的。
1、裂纹长约200mm,焊前应将裂纹周围的油脂等污物清除掉,并用扁铲剔出坡口。为增大钎料的接触面,保证强度,应采用图5所示的坡口型式。
2、起焊点应从裂纹的终点向瓦盖的外侧焊。为了减少热应力,将裂纹分为两段钎焊,先钎焊第一段,冷却至250℃以下时再焊第二段。
3、钎焊前应用较强的氧化焰,将坡口内表层的碳和硅烧掉并用钢丝刷子清除干净,以提高钎焊强度。在钎焊过程中保持轻微氧化焰减少锌的蒸发。为不使焊接处过热,火焰不要往复摆动,焰心距焊件表面的距离应比一般焊接时大些。一般以10-15mm为宜,钎料填加要快。
4、将被焊处加热至暗红色(650℃)时,即将熔剂(硼砂+硼酸)撒于坡口表面,并加热钎料(黄铜焊丝)沾上熔剂。待温度升到亮红色(900℃左右)时,用钎料在整段焊缝上薄薄地钎焊一层铺底,然后再逐渐填满整段钎缝。钎焊第二段时应注意钎焊好与第一段接头处的焊接质量。
结束语
钎焊焊接好坏、焊接质量直接影响车床车刀质量及加工工件的质量,火焰大小及焊药的使用,预留间隙的选择很重要。不同的钎料钎焊不同的金属时预留间隙的大小,间隙过大易造成焊瘤,间隙小易造成焊不透,氧乙炔带及焊具必须连接牢固,防止人员烧伤烫伤。
[关键词]火焰钎焊 刀具 焊接 安全
中图分类号:S219 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)16-0073-01
正文
配合硬钎料使用的熔剂叫赢钎焊熔剂。这类熔剂多用于火焊钎焊。在钎焊钢、铜及铜合金时,广泛采用硼化物组成的熔剂(如剂101等),以硼为基本元素,脱水硼砂熔化后,不仅无明显蒸发而且流动性好,能剧烈地还原许多金属氧化物,特别是铜的氧化物。在钎焊合金钢及耐热钢时,为提高熔剂的还原能力,再在硼砂及硼酸中加入碱金属及碱土金属(钾、钠等)的氧化物(如氟化钾、氟化钠等)。加入碱金属及碱土金属的氯化物(氯化钾、氯化钠等),可降低熔剂的熔点。
一、钎料及熔剂的选择
钎焊接头的性能和质量在很大程度上取决于钎料和熔剂,对于那些强度要求不高,工作温度低的焊件可采用软钎料,反之则采用硬钎料。此外还要注意接头的抗腐蚀性能等,并要注意所选用的钎料的熔点应比基本金属低40-60℃。选择熔剂时,不但要考虑钎焊金属的种类,还应考虑所用钎料的类型。
二、钎焊接头预留间隙的选择
为了获得优质的钎焊接头,预留间隙的选择很重要。不同的钎料钎焊不同的金属时预留间隙的大小不同可参照如下:基本金属是铝及铝合金时,钎料为铝基钎料预留间隙0.05-0.30mm基本金属是铜及铜合金时,钎料为铜磷钎料时预留间隙0.02-0.15mm,为铜锌钎料时预留间隙0.05-0.30mm,为银钎料时预留间隙0.03-0.20mm。基本金属是不锈钢时,钎料为银钎料预留间隙0.05-0.15mm,为铜锌钎料预留间隙0.05-0.30mm,为镍基钎料预留间隙0.05-0.20mm。基本金属是钢时,钎料为铜锌钎料预留间隙0.05-0.30mm,为银钎料预留间隙0.05-0.20mm。
三、焊前清理
对于焊件表面的油污可用汽油、四氯化碳等有机溶液清洗,并在60-80℃的热水中冲刷。有较多的锈及氧化铁存在时可用机械方法,如:锉刀、砂布或者喷砂等清理。也可用酸洗方法清理。经常采用的酸洗溶液有硫酸、盐酸、氢氟酸及其混合物的水溶液。酸洗后应用热水冲刷并干燥。
四、硬质合金刀具的火焰钎焊
车刀、刨刀等刀具的硬质合金刀头常用氧-乙炔焰钎焊。钎焊时由于刀头比刀杆的线膨胀系数低(一倍左右),故内应力较大,易产生裂纹。为此必须合理选择刀槽形式、钎料及钎焊操作工艺。
刀槽为防止裂纹,常用烦人形式见图1。刀槽可用铣床或者刨床加工。加工面光洁度应不低于▽4,并且焊前应去除毛刺和用汽油或者酒精清洗。
刀头表面的清洗刀头钎焊面的氧化物及污物必须清除,以便钎焊时钎料能很好的润湿刀头。清理的方法可用喷砂的方法,也可以在碳化硅砂轮片上轻磨,切不可用钳子等工具夹住刀头在砂轮上或者在磨床上磨,以防刀头裂纹,更不能用化学机械研磨,否则会使刀头表面的钴腐蚀掉,给钎焊带来困难,质量降低。
钎料及熔剂硬质合金刀具钎焊时,可用铜锌钎料作为填充材料,其中以“料104”为好,它不仅有较高的强度而且有良好的塑性,钎焊后不易脱焊。高钛硬质合金钎焊时可用银钎料,如“料301”等。熔剂可采用脱水硼砂(60%)+硼酸(40%)。使用银钎料可配“剂102”作熔剂。
钎焊过程根据钎料加入的方式不同,可分为预置钎料法和熔入法两种操作方法。
预置钎料法:是将“料104”做成厚0.5mm左右,大小与刀头相等的钎料片连同熔剂一起,预先放置在刀槽中如图2所示,钎焊过程如图3所示。
①将刀杆用夹具固定后,用中性焰加热刀杆、刀槽底部及侧面,将刀槽部位热至暗红色(650℃左右)。
②再用外焰加热刀槽四周,并少许加热刀头,带熔剂熔化后要继续加热,使钎料也全部熔化,并沿缝隙渗出。
③待“料104”钎料熔化至微出蓝花和白烟(因锌的蒸发而产生蓝火白烟)时,立即用加压杆拨动刀头,在刀槽内往复移动几次。
④最后将刀头移至正常位置,立即用加压杆在刀头中部施加压力,以使刀头和刀槽之间更好地进行扩散、熔解,从而获得优质的钎焊接头。
待钎焊缝凝固后,立即将刀具埋入石灰中进行缓冷,以减少和防止裂纹。有条件的地方还可以将刀具直接放入炉中进行370℃左右的低温回火,对减少应力和防止裂纹很有效果。
熔入法钎焊刀具:它不用预置钎料片而是用丝状铜锌钎料,过程如图4所示。
①将刀杆用夹具固定后,用氧-乙炔火焰均匀加热刀槽四周,并少许加热刀头,一直加热到钎料接近熔化的温度。
②此时,用火焰将丝状铜钎料加热,沾上熔剂(脱水硼砂+硼酸),然后继续加热刀槽周围,至能够使钎料熔化的温度时,立即将沾有熔剂的钎料送入火焰下的接头缝隙处,并接触缝隙边沿,使其快速地熔化渗入并填满接头间隙,完成钎焊过程。待钎料凝固后立即放入石棉灰或者石灰中缓冷。
五、灰铸铁的钎焊
灰铸铁冷焊方法之一是氧-乙炔火焰钎焊。钎焊常采用黄铜焊丝作钎料(如“料103”),她焊补灰铸铁的优点在于焊接速度快,工件受热小,且基本金属不熔化,不会产生熔合区的白口层,同时热应力也小,不易产生裂纹。
铸铁钎焊时,熔剂可用脱水硼砂(100%),也可用硼砂(50%)+硼酸(50%),有时还用硼砂(70%)+硼酸(10%)+食盐(20%)。
图5所示的變速箱瓦盖裂纹,也就是黄铜钎料钎焊的。
1、裂纹长约200mm,焊前应将裂纹周围的油脂等污物清除掉,并用扁铲剔出坡口。为增大钎料的接触面,保证强度,应采用图5所示的坡口型式。
2、起焊点应从裂纹的终点向瓦盖的外侧焊。为了减少热应力,将裂纹分为两段钎焊,先钎焊第一段,冷却至250℃以下时再焊第二段。
3、钎焊前应用较强的氧化焰,将坡口内表层的碳和硅烧掉并用钢丝刷子清除干净,以提高钎焊强度。在钎焊过程中保持轻微氧化焰减少锌的蒸发。为不使焊接处过热,火焰不要往复摆动,焰心距焊件表面的距离应比一般焊接时大些。一般以10-15mm为宜,钎料填加要快。
4、将被焊处加热至暗红色(650℃)时,即将熔剂(硼砂+硼酸)撒于坡口表面,并加热钎料(黄铜焊丝)沾上熔剂。待温度升到亮红色(900℃左右)时,用钎料在整段焊缝上薄薄地钎焊一层铺底,然后再逐渐填满整段钎缝。钎焊第二段时应注意钎焊好与第一段接头处的焊接质量。
结束语
钎焊焊接好坏、焊接质量直接影响车床车刀质量及加工工件的质量,火焰大小及焊药的使用,预留间隙的选择很重要。不同的钎料钎焊不同的金属时预留间隙的大小,间隙过大易造成焊瘤,间隙小易造成焊不透,氧乙炔带及焊具必须连接牢固,防止人员烧伤烫伤。