焊工（中級） 課件 項目4 釬焊

焊工（中級）項目4釬焊4.1釬焊基本原理及工藝4.1.1釬焊的基本原理1.液態(tài)釬焊的填隙原理（1）釬料的潤濕作用潤濕就是液態(tài)物體與固態(tài)物體接觸后相互黏附的現(xiàn)象。4.1釬焊基本原理及工藝1）釬料和母材的成分。2）釬焊溫度。3）母材表面氧化物。4）母材表面粗糙度。5）釬劑。6）焊件間隙。（2）釬料的毛細流動釬焊時，液體釬料要沿著間隙去填滿釬縫，由于間隙很小，如同毛細管，所以稱之為毛細流動。2.釬料與母材的相互作用（1）母材向釬料的溶解釬焊時一般都會發(fā)生母材向液體釬料的熔解過程，可使釬料成分合金化，有利于提高接頭強度。（2）釬料組分向母材擴散釬焊時，也出現(xiàn)釬料組分向母材的擴散。4.1釬焊基本原理及工藝（3）釬焊接頭的顯微組織由于母材與釬料間的熔解和擴散，改變了釬縫和界面母材的成分，使釬焊接頭的成分、組織和性能同釬料及母材本身往往有很大的差別。1）固溶體。2）化合物。3）共晶體。4.1.2釬焊的工藝1.焊件表面準備（1）清除油脂清除焊件表面油脂的方法包括有機溶劑脫脂、堿液脫脂、電解液脫脂和超聲波脫脂等。（2）清除氧化物清除氧化物可采用機械方法、化學(xué)方法、電化學(xué)方法和超聲波方法。（3）母材表面鍍覆金屬在母材表面鍍覆金屬，其目的主要是：4.1釬焊基本原理及工藝1）改善一些材料的釬焊性，增加釬料對母材的潤濕能力。2）防止母材與釬料相互作用從而對接頭產(chǎn)生不良影響，如防止產(chǎn)生裂紋，減少界面產(chǎn)生脆性金屬間化合物。3）作釬料層，以簡化裝配過程和提高生產(chǎn)率。4）涂覆阻流劑。2.裝配和定位3.釬料的放置4.1釬焊基本原理及工藝4.釬焊焊接參數(shù)的確定（1）釬焊溫度釬焊溫度是釬焊過程最主要的焊接參數(shù)之一，在釬焊溫度下，除了釬料熔化、填縫和與母材相互作用形成接頭外，對某些釬焊方法（如爐中釬焊等），還可完成釬焊后的熱處理工序（如固溶處理等），以提高釬焊接頭的質(zhì)量。（2）保溫時間保溫時間視焊件大小、釬料與母材相互作用的強弱程度而定。（3）加熱速度和冷卻速度加熱速度對釬焊接頭質(zhì)量也有一定的影響。5.釬焊后清洗6.釬焊的檢驗方法（1）外觀檢查外觀檢查是用肉眼或低倍放大鏡檢查釬焊接頭的表面質(zhì)量，如釬料是否填滿間隙，釬縫外露的一端是否形成圓角，圓角是否均勻，表面是否光滑，是否有裂紋、氣孔及其他外部缺陷。4.1釬焊基本原理及工藝（2）表面缺陷檢驗表面缺陷檢驗法包括熒光檢驗、著色檢驗和磁粉檢驗。（3）內(nèi)部缺陷檢驗主要采用射線檢驗、超聲波檢驗和致密性檢驗。4.2液態(tài)釬焊對母材的潤濕與鋪展4.2.1液態(tài)釬焊對母材的潤濕4.2.2液態(tài)釬焊對母材的鋪展4.3釬焊接頭的形式及設(shè)計4.3.1釬焊接頭的形式1.對接接頭2.搭接接頭3.局部搭接化的接頭4.釬焊接頭的搭接長度4.3釬焊接頭的形式及設(shè)計4.3釬焊接頭的形式及設(shè)計4.3.2釬焊接頭的裝配間隙4.4釬焊材料的選擇1.釬料（1）對釬料的基本要求釬焊時焊件是依靠熔化的釬料凝固后連接起來的。1）釬料應(yīng)具有合適的熔點。2）釬料對于被釬焊金屬應(yīng)具有良好的潤濕性，并能透過小的間隙沿釬焊金屬表面很好地流動，能充分填滿釬縫間隙。3）釬焊時，釬料與基本金屬之間應(yīng)能發(fā)生一定的擴散和熔解，依靠這些擴散和熔解使釬焊接頭處形成牢固的結(jié)合。4）釬料與基本金屬的物理性能，尤其是線脹系數(shù)應(yīng)盡可能相接近，否則易引起較大的內(nèi)應(yīng)力和釬縫裂紋，甚至脫裂開來。5）釬料內(nèi)不應(yīng)含有易蒸發(fā)、有毒或其他能傷害人體的元素，并盡量少用貴重金屬和稀有元素，以利于降低成本和推廣使用。6）釬料金屬應(yīng)不容易氧化，或形成氧化物后易于清除。4.4釬焊材料的選擇7）釬料本身應(yīng)熔制造方便，最好具有良好的塑性，以便加工成板、箔、絲、條、粒、棒、片、粉等各種需要的形狀，也可根據(jù)需要以特殊形狀，如環(huán)等成形釬料或膏狀供應(yīng)，以便于生產(chǎn)使用。（2）釬料的分類釬料通常按其熔點的高低分為兩大類。1）軟釬料。2）硬釬料。（3）釬料的型號4.4釬焊材料的選擇（4）釬料的種類1）錫鉛釬料。2）鋁用軟釬料。4.4釬焊材料的選擇4.4釬焊材料的選擇3）鋁基釬料。4.4釬焊材料的選擇4）銀釬料。4.4釬焊材料的選擇5）銅及黃銅釬料。4.4釬焊材料的選擇2.釬劑（1）釬劑的作用1）清除釬焊金屬和液態(tài)釬料表面的氧化膜以及油污等臟物。2）在釬焊過程中，抑制母材和液態(tài)釬料的再氧化，覆蓋在釬焊金屬和熔化釬料的表面，隔絕空氣對它們的氧化。3）改善釬料對釬焊金屬表面的潤濕性。（2）對釬劑的要求為了達到上述作用，釬劑必須：1）應(yīng)能很好地溶解或破壞釬焊件和釬料表面的氧化膜。2）釬劑的熔點和最低活性溫度應(yīng)稍低于（低10~30°C）釬料的熔化溫度。3）釬劑的作用溫度應(yīng)比釬料的熔點稍低，所謂作用溫度是最易溶解氧化物和其他化合物的溫度范圍。4）釬劑在釬焊溫度下應(yīng)具有足夠的流動性，以便能均勻地沿釬焊金屬表面流動并薄薄地覆蓋在釬悍金屬和釬料表面上，從而可以有效地防止它們氧化。4.4釬焊材料的選擇5）釬劑及其生成物不應(yīng)對釬焊金屬和釬縫起腐蝕作用，其揮發(fā)物的毒性要小。6）釬劑及其清除氧化物后的生成物的密度應(yīng)盡可能小，有利于浮在表面呈薄層覆蓋住釬料和釬焊金屬，有效地隔絕空氣，同時也易于排除，不致在焊縫中成為夾渣。7）釬焊后釬劑的殘渣應(yīng)容易清除。（3）釬劑的分類與牌號釬劑的分類通常與釬料的分類相對應(yīng)，可分為軟釬劑和硬釬劑兩大類。（4）釬劑的種類1）一般用途軟釬劑。4.4釬焊材料的選擇2）鋁及鋁合金用軟釬劑。4.4釬焊材料的選擇3）銅基和銀基釬料用釬劑。4.4釬焊材料的選擇4）鋁基釬料用釬劑。3.釬料及釬劑的選擇1）應(yīng)考慮釬料與母材的相互作用，釬料能潤濕母材并形成良好的焊接接頭。2）從使用要求出發(fā)，對釬焊接頭強度要求不高和工作溫度不高的接頭，可用軟釬料。3）對要求抗腐蝕性好的鋁釬焊接頭，應(yīng)采用鋁硅材料釬焊；鋁的軟釬焊接頭應(yīng)采用保護措施。①盡量選擇釬料的主成分與母材主成分相同的釬料，這樣兩者必定具有良好的潤濕性。②釬料的液相線要低于母材固相線至少40~50°C。4.4釬焊材料的選擇③釬料的熔化區(qū)間，即該釬料組成的固相線與液相線之間的溫度差要盡量小，否則將引起工藝困難，溫度差過大還易引起熔析。④釬料的主要成分和母材的主成分在元素周期表中的位置應(yīng)盡量靠近，這樣引起電化學(xué)反應(yīng)較小，接頭抗腐蝕性好。⑤在釬焊溫度下，釬料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，即具有較低的蒸氣壓和氧化性，以免釬焊過程中釬料成分發(fā)生變化。4）釬料本身最好具有良好的成形加工性能，可以根據(jù)工藝需要做成絲、棒、片、箔、粉等型材。4.4釬焊材料的選擇4.5釬焊的工藝操作技術(shù)4.5.1釬焊前清理4.5釬焊的工藝操作技術(shù)4.5釬焊的工藝操作技術(shù)4.5.2釬焊溫度4.5.3釬焊后的清理4.6釬焊接頭的缺陷、產(chǎn)生原因及預(yù)防措施4.6釬焊接頭的缺陷、產(chǎn)生原因及預(yù)防措施4.7釬焊安全技術(shù)操作原則4.7.1釬焊操作中的通風(fēng)1）釬焊操作中通常采用的有效防護措施是室內(nèi)通風(fēng)。2）通常生產(chǎn)車間通風(fēng)換氣的方式有兩種：自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。3）當釬焊過程中產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，難于用局部排風(fēng)排出室外時，可采用全面排風(fēng)的辦法加以補充排除。4.7.2釬焊操作中對有毒物的防護1）當釬焊金屬和釬料中含有毒性金屬成分時，要嚴格采取防護措施，以免操作者發(fā)生中毒，這些金屬包括鈹、鎘、鉛、鋅、氟化物、清洗劑等。2）鈹在原子能、宇航和電子工業(yè)中應(yīng)用價值很高，但它毒性大，釬焊時要特別重視安全防護措施。3）鎘通常是了改善釬焊工藝性在釬料中加入的元素，加熱時易揮發(fā)，可從呼吸道和消化道吸入人體，積蓄在腎、肝內(nèi)，多經(jīng)膽汁隨糞便排出，短期吸入大量鎘煙塵或蒸氣會引起急性中毒，長期低濃度接觸鎘煙塵蒸氣，會引起肺氣腫、腎損傷、嗅覺障礙癥和骨質(zhì)軟化癥等。4.7釬焊安全技術(shù)操作原則4）鉛是軟釬料中的主要成分，加熱至400~500°C時即可產(chǎn)生大量鉛蒸氣，在空氣中迅速生成氧化鉛，鉛及其化合物有相似的毒性，釬焊時主要是以煙塵蒸氣形式經(jīng)呼吸道進入人體，也可通過皮膚傷口吸收。5）鋅及其化合物氯化鋅在釬焊時，鋅和氯化鋅會揮發(fā)生成鋅煙，人體吸入可引起金屬煙霧熱，癥狀為戰(zhàn)栗、發(fā)燒、全身出汗、惡心頭痛、四肢虛弱等。6）在使用含有氟化物的釬劑時，必須在有通風(fēng)的條件下進行釬焊，或者使用個人防護裝備。當用含氟化物釬劑進行浸沾釬焊時，排風(fēng)系統(tǒng)必須保證氟化物環(huán)境濃度在規(guī)定范圍內(nèi)，現(xiàn)行國家規(guī)定最大允許濃度為1mg/m3。7）在釬焊前清洗金屬零件時，所采用的清洗劑，其中包括有機溶劑、酸類和堿類等化學(xué)物質(zhì)，在清洗過程中會揮發(fā)出有毒的蒸氣，要求作業(yè)場所通風(fēng)良好，達到國家規(guī)定要求，以保證操作者的安全。4.7釬焊安全技術(shù)操作原則4.7.3釬焊安全技術(shù)操作規(guī)程1）目視檢查釬焊工具：焊槍、減壓器、氣管、焊劑瓶、點火器等，保證其完好。2）用發(fā)泡劑檢查釬焊工具各連接部位是否有泄漏，要保證無泄漏。3）按規(guī)定穿戴勞動保護用品，不要穿戴油污的工作服、手套。4）點火時必須十分注意，切勿將火焰朝向人。5）作業(yè)完成后，必須關(guān)閉液化石油氣和氧氣的閥門。6）液體焊劑瓶的安全裝置必須齊全，并進行定期清洗，保持清凈。7）液體焊劑量應(yīng)處于焊劑瓶視鏡的中部。8）液化石油氣和氧氣管道上使用的壓力表，必須經(jīng)檢定合格且在有效期內(nèi)。9）工裝、夾具、工具等必須定置擺放。10）停止使用時，應(yīng)先關(guān)閉乙炔調(diào)節(jié)閥，后關(guān)閉氧氣調(diào)節(jié)閥。11）工作完畢后，應(yīng)將橡膠軟管拆下，焊炬或割炬放在適當?shù)牡胤健?.8釬焊技能訓(xùn)練實例技能訓(xùn)練1鋁及鋁合金管火焰釬焊1.釬焊前準備（1）釬焊設(shè)備氧氣、乙炔各1瓶。（2）焊槍H01-12型焊槍，4號嘴。（3）釬料牌號B-A167CuSi、直徑力??2mm，絲狀。（4）釬劑牌號H701。（5）試件材質(zhì)1060鋁合金管件。（6）試件規(guī)格??52mm×4mm+47.5mm×1.75mm，如圖4-7所示。（7）焊接輔件氧氣表、乙烘表、氧氣膠管、乙炔膠管。（8）輔助工具活扳手、鋼絲刷和錘子。2.試件裝配4.8釬焊技能訓(xùn)練實例（1）焊前清理1）將鋁管件放置在60~70°C溫度的Na2CO，水溶液中清洗8~10min，然后用清水洗凈。2）將待焊表面的氧化皮、油污、臟物等用鋼絲輪（刷）、砂布或拋光的方法進行清理，直至露出金屬光澤。3）將悍件表面去除氧化膜及光澤處理并風(fēng)干后，立即進行釬焊，最遲應(yīng)控制在4~6h內(nèi)進行釬焊。（2）試件裝配清理好的管件按圖樣規(guī)定進行裝配，采用搭接接頭，以增強接頭抗剪切的能力。3.操作要點及注意事項1）將待釬焊件垂直放在平臺上，并在釬焊件加熱前，就將用水已調(diào)成糊狀的釬劑刷涂在釬焊件的裝配間隙位置。2）采用中性火焰加熱待釬焊件，焊嘴與焊件加熱區(qū)的距離應(yīng)控制在65~80mm為好，火焰要均勻圍繞焊件轉(zhuǎn)動。3）當焊件溫度接近焊劑H701的熔化溫度（約500°C）時，將蘸有H701釬劑的釬料B-Al67CuSi星4.8釬焊技能訓(xùn)練實例圓環(huán)放在焊件上。4.8釬焊技能訓(xùn)練實例4）繼續(xù)加熱焊件，此時注意火焰不能直接加熱釬料至熔化，以防熔化了的釬料流到尚未達到釬焊溫度的焊件表面時被迅速凝固，使釬焊難以順利進行，因此，在釬焊過程中，熔化釬料的熱量應(yīng)該從加熱的焊件上得到為好。5）釬焊過程中，要注意釬劑、釬料、焊件的溫度變化，因為釬劑、釬料的熔點相差不多，鋁及鋁合金焊件在加熱過程中也沒有顏色的變化，使操作者難以判斷焊件的溫度，要求有較豐富經(jīng)驗的操作者進行釬焊。4.釬焊后的清洗1）將釬焊后的焊件，先放在60~80°C的熱水中浸泡10~15min，然后用硬質(zhì)毛刷仔細清洗釬焊接頭上的釬劑殘渣，并用冷水進行清洗。2）將熱水浸泡過的釬焊件，再放入質(zhì)量分數(shù)15%的HNO3水溶液中浸泡30~40min，然后取出用冷水清洗干凈即可。4.8釬焊技能訓(xùn)練實例技能訓(xùn)練2不銹鋼管火焰釬焊1.釬焊前準備（1）釬焊設(shè)備氧氣、乙烘各1瓶。（2）焊槍H01-12型焊槍，4號嘴。（3）釬料牌號BMn70NiCr，直徑為??2mm，絲狀。（4）釬劑牌號FB1020。（5）試件材質(zhì)20Cr13Mn9Ni4不銹鋼管接頭，如圖4-9所示。（6）焊接輔件氧氣表、乙炔表、氧氣膠管、乙炔膠管。（7）輔助工具活叛手、鋼絲刷和錘子。2.試件裝配（1）焊前清理去除工件表面氧化膜時，對于小批量工件可4.8釬焊技能訓(xùn)練實例采用手工砂紙打磨的方法；對于大批量工件可采用噴砂或以下的酸洗方法，其中第一種溶液適合去除厚氧化膜，后兩種溶液適合去除薄氧化膜。1）10%（質(zhì)量分數(shù)）H2S04，15%（質(zhì)量分數(shù)）HCI,5%（質(zhì)量分數(shù)）HNO3，余量水。酸洗溫度100°C，酸洗時間30s，然后用15%HNO3水溶液做光澤處理，溶液溫度100°C，時間約10s。2）6%（質(zhì)量分數(shù)）H2S04，10%（質(zhì)量分數(shù)）HNO3，50g/LHF的水溶液。3）15%HNO3，50g/LNaF的水溶液。（2）試件裝配清理好的管件按圖樣規(guī)定進行裝配，采用搭接接頭，以增強接頭抗剪切的能力。（3）定位焊將裝配好的不銹鋼管件置于專用工作臺上，用輕微的碳化焰進行定位釬焊。3.操作要點及注意事項（1）釬焊用中性焰或輕微碳化焰，火焰焰心距離釬焊件表面15~20mm，用火焰的外焰加熱焊件。（2）釬焊后清洗大多數(shù)釬劑殘渣對釬焊接頭有腐蝕作用，也妨礙對釬縫的檢查，需清除干凈。4.8釬焊技能訓(xùn)練實例4.焊縫質(zhì)量檢驗4.8釬焊技能訓(xùn)練實例技能訓(xùn)練3銅及銅合金管爐中釬焊1.釬焊前準備（1）釬焊設(shè)備爐中釬焊設(shè)備1臺，設(shè)備示意圖如圖4-12所示。（2）釬料S-Pb60SnSb，直徑??2mm，絲狀。（3）釬劑牌號FS205。（4）試件材質(zhì)銅管接頭。（5）輔助工具活扳手、鋼絲刷和木錘。