钎焊焊接问答二.docx

钎焊焊接问答二 提 问 在我们厂里有一种部件是由两个碳钢管高温钎焊而成。焊接结构比较简单，其中一根管子的端部有帽端，帽端上带有凸台，然后把凸台位置插入另一根管子端部实现装配。在钎焊装配前我们事先将预制的环形钎料放置在待焊部位。钎料成分是55%的铜、4%的锰、6%的镍和35%的锌。钎焊方法选用感应钎焊，采用2圈的环形感应圈。钎焊在大气中进行。焊接时被焊部件使用夹具固定，部件处于垂直位置，且帽端处于上部。焊接时间比较短，仅持续3秒钟，焊接时工件一直旋转。为保证钎焊后部件外壁没有多余的钎料，钎焊完成后部件依旧保持旋转状态，然后操作人员使用锉刀将多余的钎料去除。一直以来我们焊接的都很成功，但奇怪的是我们在焊接的时候一直没使用过钎剂。别人一直建议我们焊接时候应该使用钎剂。焊接时如果加入钎剂，焊接过后我们就必须增加一道去除残留钎剂的工序，从我们自身来考虑，我们不愿意这样去做，因为残留的钎剂确实很脏，而且去除也很耗时间。我们也定期的做过一些破坏性的测试试验，不过每次都是断裂在帽端处。在仔细观察焊缝宏观金相后我们也发现钎缝熔合的很好。在此类部件的销售过程中，我们也从来没有收到过相关的投诉。所以我们想问问你们关于对此类部件使用钎剂的看法。回 答听了你的描述后我感到很惊讶，不得不说在我40多年的行业工作中，我从来没有遇到过你描述的情况。这就和我喜欢看棒球比赛一样，我这辈子之所以喜欢看棒球和玩棒球就是因为每五到六场比赛，我都能看到一些我从未见过的东西，所以一直都有新的东西让我感兴趣。虽然我没有听到或看到过这种情况，但是我的客户们确实是在我的整个职业生涯中做过一些非常规的事情。就像商店里面的人想把货物以别出心裁的方式卖出去一样，他们一般不会因循守旧的按照书本上说的来。关于你的描述，乍一听上去感觉你是在自找麻烦，因为你已经证实了你的产品没问题，并且没有收到过相关的投诉。事实摆在眼前，产品的质量无可辩驳。但是关于你的问题还是引起了我的一些思考。首先我不确定你产品性能的波动范围是多少。听到你的描述后我会一一考虑可能会造成此现象出现的原因，钎焊过程有好多需要考虑的变量。我也不太清楚你的装配间隙有多大。工件的清洁度、接头间隙、锉刀清理工件使用的力度大小等因素都是钎焊前需要考虑的因素。由于你没有对所有的部件进行破坏性试验，所以我不能确定你整体的接头性能。其次虽然你焊接时候没有钎剂，但是你可以在钎焊时采用气体保护，这样你产品的性能波动也会很小。感应加热时常见的气体保护方式是使用氮气，焊接时氮气会覆盖整个焊接接头进行保护。保护气体并不会去除工件上原有的氧化物，但是有助于钎焊过程中抑制进一步的氧化。保护形式可以采取把部件封闭在密闭的腔体中然后通入气体进行保护，也可以直接将保护气体吹到焊接部位。有时为了获得更为良好的焊接接头外观和性能，还会在保护气体中加入少量的氢气，少量的氢气能够在焊接过程中起到还原的作用，但为安全起见，充入氢气含量不可太多。因为缺少足够的信息，因此我不能对你描述的情况进行确切的评价。但是你可以从以下几个方面去考虑，比如感应加热钎焊的使用特点、钎焊材料的组成以及后续钎缝的打磨。首先感应加热具有快速加热的特点。钎焊时加热时间越长，就会产生越多的氧化物。而感应加热在快速加热的情况下就能有效的减少这些氧化过程，我想这也是你们选用感应焊的原因所在。其他的钎焊方法通常焊接过程较长。另外，在焊接时工件一直旋转也保证了工件温度分布的均匀性。由于钎料中含有Mn元素，因此焊接时间过长会造成Mn的氧化。所以从焊接方法特点上来讲，感应钎焊能够使你的工件获得良好的性能。其次你选用的钎料增加了你在无钎剂下钎焊成功的几率。对于一些特殊的材料使用普通的钎料往往不能达到理想的效果，比如用于切割及剪切工具的高碳材料。对于此类材料的焊接通常推荐选用含镍的钎料。镍对碳元素具有良好的亲和性以及润湿性，从而增加了钎焊接头的强度。由于你选用的钎料里面有较多的镍含量，因此有益于获得良好的钎焊接头。如果想进一步提高对碳表面的润湿及吸附力，可以选用含锰的钎料。锰的加入能够提高对母材的润湿性。所以你选用含锰的钎料极大的提高了你的焊接成功率。在对几家钎焊材料供应商的网站调研后发现，正是由于锰元素对碳的良好润湿性能，因此他们都选择在钎料里面加入适量的锰。AWS钎焊手册第5版第420页在关于硬质合金和铈的章节中写到，“在使用含锰的钎料钎焊硬质合金材料时，比使用其他低熔点钎料需要更少的焊前界面准备工作。”也就是说锰含量的提高有助于你焊接钢的润湿铺展及填缝性能。结论从以上分析可以看出之所以你在没有钎剂的情况下也能成功的焊接在于你选择了高频感应钎焊和CuZnMi钎料。但是你仍有麻烦的氧化层需要处理，这时锉刀就派上了用场。成功的关键在于你刚加热完就使用锉刀，应该在钎料还处于熔化状态时，及时去除表面的氧化钎料。在其他材料的钎焊上曾经有过类似成功的案例，他们在钎料处于高温状态上及时使用机械方法去除了表面的氧化层，从而为后续熔化的金属提供了润湿铺展的条件。传统观点认为焊接此类接头必须使用钎剂。但是你的实践证明看上去与这些论断背道而驰。书本上传承多年的工程经验积累及沉淀我们称之为“最佳实践”，所以我认为你在焊接时候如果加入钎剂