1. Припой
(1)Пайка углеродистой и низколегированной стали включает мягкую и твердую пайку.Широко используемый припой в мягкой пайке — оловянно-свинцовый припой.Смачиваемость этого припоя сталью увеличивается с увеличением содержания олова, поэтому для герметизации соединений следует использовать припой с высоким содержанием олова.Слой интерметаллического соединения Fesn2 может быть сформирован на границе между оловом и сталью в оловянно-свинцовом припое.Чтобы избежать образования компаунда в этом слое, следует надлежащим образом контролировать температуру пайки и время выдержки.Прочность на сдвиг соединений углеродистой стали, припаянных несколькими типичными оловянно-свинцовыми припоями, показана в таблице 1. Среди них прочность соединения, припаянного с 50% w (SN), является самой высокой, а прочность соединения, сваренного припоем, не содержащим сурьмы, выше, чем что с сурьмой.
Таблица 1 Прочность на сдвиг соединений углеродистой стали, спаянных оловянно-свинцовым припоем
При пайке углеродистой стали и низколегированной стали в основном используются припои из чистой меди, медно-цинкового и серебряно-медно-цинкового припоев.Чистая медь имеет высокую температуру плавления и легко окисляет основной металл при пайке.Он в основном используется для пайки в среде защитного газа и вакуумной пайки.Однако следует отметить, что зазор между паяными соединениями должен быть менее 0,05 мм, чтобы избежать проблемы, связанной с невозможностью заполнения зазора из-за хорошей текучести меди.Соединения из углеродистой и низколегированной стали, припаянные чистой медью, обладают высокой прочностью.Как правило, прочность на сдвиг составляет 150 ~ 215 МПа, а прочность на растяжение распределяется между 170 ~ 340 МПа.
По сравнению с чистой медью температура плавления медно-цинкового припоя снижается из-за добавления Zn.Для предотвращения испарения Zn при пайке, с одной стороны, в медно-цинковый припой можно добавлять небольшое количество Si;С другой стороны, необходимо использовать методы быстрого нагрева, такие как пайка пламенем, индукционная пайка и пайка погружением.Соединения углеродистой и низколегированной стали, спаянные с медно-цинковым присадочным металлом, обладают хорошей прочностью и пластичностью.Например, прочность на растяжение и прочность на сдвиг соединений из углеродистой стали, припаянных припоем b-cu62zn, достигают 420 МПа и 290 МПа.Температура плавления серебряно-медного припоя ниже, чем у медно-цинкового припоя, что удобно для игольчатой сварки.Этот присадочный металл подходит для пайки пламенем, индукционной пайки и пайки в печи углеродистой и низколегированной стали, но содержание Zn должно быть максимально снижено во время пайки в печи, а скорость нагрева должна быть увеличена.Пайка углеродистой и низколегированной стали с серебряно-медно-цинковым присадочным металлом позволяет получить соединения с хорошей прочностью и пластичностью.Конкретные данные приведены в таблице 2.
Таблица 2 Прочность соединений низкоуглеродистой стали при пайке серебряно-медно-цинковым припоем
(2) Флюс: флюс или защитный газ должны использоваться для пайки углеродистой и низколегированной стали.Флюс обычно определяется выбранным присадочным металлом и методом пайки.Когда используется оловянно-свинцовый припой, смешанная жидкость хлорида цинка и хлорида аммония может использоваться в качестве флюса или другого специального флюса.Остатки этого флюса, как правило, обладают высокой коррозионной активностью, и после пайки соединение следует тщательно очищать.
При пайке медно-цинковым присадочным металлом следует выбирать флюс фб301 или фб302, т. е. буру или смесь буры и борной кислоты;При пламенной пайке смесь метилбората и муравьиной кислоты также может быть использована в качестве флюса для пайки, в котором пары B2O3 играют роль удаления пленки.
При использовании серебряно-медно-цинкового припоя можно выбрать флюсы для пайки fb102, fb103 и fb104, то есть смесь буры, борной кислоты и некоторых фторидов.Остаток этого флюса вызывает коррозию до определенной степени и должен быть удален после пайки.
2. Технология пайки
Свариваемую поверхность необходимо очистить механическим или химическим способом, чтобы полностью удалить оксидную пленку и органические вещества.Очищаемая поверхность не должна быть слишком шероховатой и не должна прилипать к металлической стружке или другим загрязнениям.
Углеродистая сталь и низколегированная сталь могут быть спаяны различными распространенными методами пайки.Во время пайки пламенем следует использовать нейтральное или слегка восстановительное пламя.Во время работы следует по возможности избегать прямого нагрева присадочного металла и флюса пламенем.Методы быстрого нагрева, такие как индукционная пайка и пайка погружением, очень подходят для пайки закаленной и отпущенной стали.В то же время следует выбирать закалку или пайку при температуре ниже отпуска, чтобы предотвратить разупрочнение основного металла.При пайке низколегированной высокопрочной стали в защитной атмосфере требуется не только высокая чистота газа, но и использование газового флюса, обеспечивающего смачивание и растекание припоя по поверхности основного металла.
Остаточный флюс можно удалить химическим или механическим способами.Остатки органического припоя можно стереть или очистить бензином, спиртом, ацетоном и другими органическими растворителями;Остатки сильных коррозионных флюсов, таких как хлорид цинка и хлорид аммония, необходимо сначала нейтрализовать в водном растворе NaOH, а затем очистить горячей и холодной водой;Остатки борной кислоты и борнокислотного флюса трудно удалить, и их можно удалить только механическими методами или длительным погружением в поднимающуюся воду.
Время публикации: 13 июня 2022 г.