紫铜钎料钎焊08钢工艺参数的选择
钎焊工艺有关标准
约克广州钎焊工艺有关标准一．钎料和钎剂的使用要求:1.1 钎剂种类：粉末钎剂（粉末晶体，如CJ301）、气体钎剂（助焊剂罐）两种。
1.2 金属钎焊过程中，各种钎料和钎剂的使用要求：见表(1)注意: 金属钎焊在任何的情况下都需要使用气体钎剂.二．钎焊前的基本要求2.1 焊接位置：一般情况下优先选择钎料垂直向下漫流的方式，其次选择水平漫流方式；在没有得到制造工程部认可的情况下不能采用垂直向上漫流方式。
2.2配合间隙：指对特定的钎料在其钎焊温度下，在被焊接处的径向间隙。
要求外接管杯口内径至少应比将要插入管的外径大0.06mm，一般情况下管与管之间的配合间隙不能超过表（2）中的极限值。
2.3 配合面的表面处理：2.3.1 插入管被焊接处附近的20mm范围内必须清洁，不能有任何的残余油污和脏物、杂质、锈、各种氧化物，以免影响焊接质量。
2.3.2 所有需要焊接的铜管内部不应有任何影响清洁度的物质和痕迹。
2.3.3 对于已经产生致密氧化皮的铜管和没有金属光泽的钢管，插入连接前均需要用100#细砂布或铜丝刷擦亮或表面擦花，直至露出金属光泽。
2.3.4 对于焊缝及其附近20mm范围内如有油污则一定要用制造工程部认可的有机溶剂（丙酮）彻底擦洗干净，以保证焊接时没有油污染焊接表面。
2.4 焊接材料：2.4.1 禁止将不同牌号的焊丝混放，以免发生误用。
2.4.2 焊接材料要放置在规定的包装或盒子中，禁止将焊接材料直接放在地上等可能被污染的地方。
2.4.3 被污染的焊接材料不能使用（例如用带油污的手套抓过的焊丝），只有将污染物完全去除后才能使用。
2.4.4 插入深度：接管插入深度要求符合图纸要求，如图纸无标识则其最小插入深度＞6mm。
2.4.5 清洁度的要求：如果被焊件的下道工序无法进行清洁处理，焊接前就要使被焊工件符合相关清洁度的规定，并注意焊接时不能产生影响系统清洁度的物质。
三．钎焊工艺要求3.1 流动冷媒工件的焊接部位内部要求充入连续适量的氮气以防止工件氧化变色（氮气的用量和充氮方法根据管路焊接充氮保护有关工艺标准中的要求执行），在充氮进口和焊接点之间的所有泄漏口都必须封堵，出口需比进口小一点，以保证氮气能从出口顺利溢出，来保证充氮效果。
铜与铜合金的钎焊工艺要点
铜与铜合金的钎焊工艺要点
1. 准备工作：清洁表面，去除油污、氧化物和其他杂质，确保焊接表面干净。
2. 选择合适的钎焊材料：钎料应与铜或铜合金相容，并具有良好的润湿性和流动性。
3. 确定适当的焊接温度：根据钎料的要求和工件的材料特性，确定合适的钎焊温度，一般在铜合金的熔点以下进行钎焊。
4. 使用适当的焊接设备：选择合适的焊接设备，例如氧乙炔焊、电弧焊或激光焊等工艺进行钎焊。
5. 控制焊接速度和压力：在钎焊过程中，要控制焊接速度和压力，确保钎料能够充分润湿并均匀地流动。
6. 注意保护气氛：在钎焊过程中，要确保焊接区域处于惰性气氛或者良好的气氛保护下，以防止氧化和腐蚀。
7. 检查焊接质量：完成钎焊后，要进行质量检查，确保焊接接头无裂纹、气孔等缺陷，并进行必要的后处理工艺，如清洗、抛光等处理。
钎焊焊料规格和相关参数对照表
665-755
Ag30、Cu、Zn、Sn
Brazing of copper, copper alloys, steel and stainless steel etc、
钎焊铜及铜合金、钢及不锈钢等
L325
Wire & rod
丝
645-685
Ag45、Cu、Zn、Sn
Brazing of copper, copper alloys, steel and stainless steel etc、
涂药丝
660-725
Ag45 Cu30
Zn Rem、
L303 coated with flux, the same application as L303、
外涂钎剂的L303,用途与L303相同
BAg-5
L304
Foil
箔
690-775
Ag50 Cu34
Zn Rem、
Brazing of copper, copper alloys and steel etc、
钎焊铜及铜合金、钢等
BAg-6
L308
Wire & rod
丝
779-780
Ag72 Cu Rem、
Brazing of copper and nickel under vacuum or reducing protective atmosphere、
铜与镍的真空或还原保护气氛钎焊
BAg-8
L312
Wire & rod
钎焊硬质合金刀具
Copper
phosphorus
铜磷
L201
Cast rod, wire & rod, powder
钎料的选择
钎料的选择由于钎料的性能在很大程度上既影响钎焊的工艺性能又决定了钎焊的接头性能，所以在品种繁多的钎料种类中，它的选择应从接头使用要求，钎料和母材的相互匹配，钎焊加热工艺以及经济成本等角度进行综合考虑来确定。
从接头使用要求出发，对钎焊接头强度要求不高的，可以用软钎料钎焊，对钎焊接头强度要求比较高的，则应选用硬钎料钎焊。
对在低温下工作的软钎料钎焊的接头，应使用含锡量低，或添加有防止发生冷脆性元素(如锑)的钎料。
对高温下工作的接头，应选用高温强度和抗氧化性好的钎料，如镍基钎料。
由于钎料与母材的成分差别往往很大，容易产生电化学腐蚀。
对接头有耐蚀要求时，选用的钎料应保证钎焊接头的抗腐蚀性。
例如铝的软钎焊接头，应选用耐腐蚀性能比较好的锌基钎料，甚至干脆用铝基硬钎料直接钎焊。
又如一些专门的锡基钎料，如92Sn一SAg一1Sb一20u和84.5S。
一8Ag一7.SSb钎料，钎焊的接头抗腐蚀性比用锡铅钎料和铅基钎料都要好，在较高温度和湿度条件下工作的焊件，应选用前者。
又如用银钎料钎焊不锈钢时，采用不含镍的银钎料钎焊的钎缝在潮湿空气或水中会产生缝隙腐蚀，而采用含镍的银基钎料，就不会发生这种现象。
在钎焊电气零件时，为了满足导电性的要求，应选用导电性好的钎料。
例如，选用含锡量或含银量高的锡铅钎料或银基钎料。
对于有一定特殊要求的接头，如真空密封接头，应选用真空级钎料。
这类钎料不但要求钎料成分的蒸气压要低，而且对易挥发的杂质也应控制得很严。
对于在核反应堆工作的部件，不应选用含硼的钎料钎焊。
钎料与母材的相互匹配是很重要的问题。
在匹配中首先是润湿性问题。
例如，锌基钎料对钢的润湿性很差，所以不能用锌基钎料钎焊钢oBA好2C。
银铜共晶钎料在铜和镍上的润湿性很好，而在不锈钢上的润湿性很差，因此用BAg72C。
钎料钎焊不锈钢时，应在不锈钢上预先涂覆镍，或选用其他钎料。
钎焊硬质合金时，采用含镍和(或)锰的银基钎料和铜基钎料能获得更好的润湿性。
T2紫铜与1Cr17Ni2不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究
·４４·材料开发与应用２００９年６月技术支持。
４．１工艺评定ＱＪｌ０２；试板为１２和ＩＣｒｌ７Ｎｉ，尺寸均为２５ｍｉｌｌ×２５焊接设备：焊炬Ｈ０１—６、焊嘴２号；ｌｎｌｎ×８０ｍｎｌ；钎焊材料：钎料ＨＬＡｇＣｄ２６—１６．７—１７、钎剂钎焊参数见表３。
表３火焰钎焊焊接参数焊前用汽油清洗零件，用砂纸清理焊接锈蚀和氧化膜。
采用中性焰内外焰往复摆动式加热所焊试件。
先加热铜，由铜向不锈钢过渡热量，以减少不锈钢的加热时间，避免不锈钢过烧。
加热时间约为１～２ｍｉｎ，温度为６３５～６７０℃。
试件加热后，将蘸有钎剂的钎料填满整个焊缝。
焊接时采用内焰，时间为２０～３０ｓ。
用外焰继续均匀加热１５～２０ｓ，以保证焊料充分流入焊缝内部。
４．２工艺评定试验结果（１）焊缝外观检验：焊缝成形饱满，无未熔合、气孔、夹渣、裂纹等缺陷；（２）力学性能试验：拉伸试验和剪切试验结果显示．焊缝接头强度大于母材Ｔ２的。
５工艺试验根据工艺评定结果，我们采用工艺评定的焊接参数，结合对三通管路结构的工艺性改进，进行了一组焊接工艺试验。
共１１套三通管路，经６ＭＰａ气压试验，保压２０ｍｉｎ，全数合格，符合产品气密性要求。
金相组织分析见图２，焊接接头钎料向母材扩散充分，钎缝和母材结合紧密，未出现剥离现象，结合力强度较高。
与渗漏产品的金相组织（图３）对比，不锈钢与铜材间出现明显的组织剥离现象．第２４卷第３期范宇洪等：Ｔ２紫铜与１Ｃｒｌ７Ｎｉ２不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究‘４５·６焊接接头显微组织检测分析７结论经过分析和多次试验，我们配制了合适的浸蚀剂，如表４所示。
腐蚀时，先腐蚀钎料，后腐蚀母材，并注意每次蘸取少量浸蚀剂轻轻腐蚀，切忌过量以免造成腐蚀过头。
表４金相试样浸蚀剂材料浸蚀剂Ｔ２５％一１０％（质量浓度）硫酸与硝酸水溶液钎料１０％（质量浓度）过硫酸铵水溶液！竺！！Ｚ盟婆三氢丝丛主芝垫醒ｉＱ坚些垄！塑竺！显微组织见图４，图５，可见，焊缝处组织致密、母材成分均匀，无偏析及疏松等缺陷；钎料向母材扩散充分，结合紧密。
08号钢电阻电焊工艺指导书
08号钢电阻点焊工艺指导书实验项目电阻点焊搭接接头，材料：冷轧钢带，08号钢，0.5mm实验目的培养学生的实际动手能力，了解电阻点焊的工艺流程。
实验设备电阻点焊机，台钳，金相显微镜，隔热手套点焊工作原理将工件组装成搭接接头压紧在两电极之间，利用工件焊接区的电阻热熔化金属并形成焊点。
点焊过程一般包括预压、通电加热和冷却结晶三个阶段。
预压阶段：使工件在焊接处达到紧密接触。
如果在电流通过开始瞬间的电极压力不够大，则接触电阻很大，极易产生初期飞溅。
通电加热：包括两个过程，在通电加热的初始阶段接触点扩大，固态金属因加热而膨胀，在焊接压力的作用下金属产生塑性变形并挤向板缝，这个塑性变形形成密闭熔核的塑形环，同时使板缝变形分离，从而限制导电面积的扩大，维持焊点的电流密度不变；随着加热的进行，开始出现液态熔核并逐渐长大到要求的熔核尺寸，然后切断电源，停止加热。
锻压阶段：又称冷却结晶阶段。
切断电流后，熔核在电极压力作用下，以极快速度冷却结晶。
熔核结晶是在密闭的金属模内（塑形环）进行的，结晶不能自由收缩，电极压力可以使正在结晶的组织变得致密而不至于产生疏松或裂纹。
因此，电极压力必须在结晶完全结束后才能解除。
08号钢性质●特性及适用范围：为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。
但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。
大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。
●化学成份：碳 C ：0.05～0.12 硅 Si：0.17～0.37 锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.035磷 P ：≤0.035铬 Cr：≤0.10镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥325(33)屈服强度σs (MPa)：≥195(20)伸长率δ5 (％)：≥33断面收缩率ψ (％)：≥60硬度：未热处理,≤131HB试样尺寸：试样尺寸为25mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：正火930℃,45min,空冷。
Ag-Cu共晶钎料的真空钎焊紫铜工艺
Ag-Cu共晶钎料的真空钎焊紫铜工艺刘浩博;秦优琼;孙磊;穆兵兵;张迪帆;施吉翔【摘要】在不同温度下对紫铜真空钎焊接头组织及性能进行了试验研究.钎焊时间为5 min,钎焊温度为820～950℃,钎料为Ag-28Cu,采用扫描电镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)、光学显微镜(OP)观测和分析接头微观组织,同时采用拉伸机测试了接头力学性能.试验结果表明,接头的微观组织由铜基固溶体和银铜共晶组织组成；接头的抗剪强度随着钎焊温度的增加而增大,最大值为238 MPa,继续增加钎焊温度,接头抗剪强度降低；接头的断裂处主要在柱状的铜基固溶体与银铜共晶组织的交界处.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2013(027)002【总页数】4页(P147-150)【关键词】真空钎焊;Ag-28Cu共晶钎料;微观组织;抗剪强度;断裂形式【作者】刘浩博;秦优琼;孙磊;穆兵兵;张迪帆;施吉翔【作者单位】上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TG454铜及铜合金通常具有优良的导电性能、导热性能和在某些介质中优良的抗腐蚀性能，某些铜合金还兼有较高的强度，因而在电气、化工、制氧、酿造、食品、动力及交通等工业部门都得到了广泛的应用.在其应用中，不可避免地要对其进行连接［1］.目前，紫铜的连接方法主要有气焊、电弧焊、TIG焊、埋弧焊、扩散焊、电子束焊、等离子焊等焊接方法［2－7］.但这些焊接方式存在以下问题：1）铜的高热导率使得母材在熔化焊中极难熔化，这样便出现了难熔合的情况；2）紫铜的收缩率及膨胀系数较大，焊接应力较大，使得接头容易产生热裂纹；3）氢气、水蒸气、氧气会使接头产生气孔；4）接头处与母材在力学性能与导电性能上有所不同，故宜采用钎焊的方法对其进行连接.由于银基钎料熔化温度不是很高，对铜具有良好的润湿性，并有良好的强度、延性、导热性、导电性和抗腐蚀性，广泛用于各种金属的焊接.本文采用Ag－28Cu钎料对紫铜进行真空钎焊，研究不同钎焊温度下接头的微观组织、抗剪强度及断裂特征.1 试验过程1.1 试验材料及试样制备母材：试验采用的母材是铜含量（质量分数，全文同）为99%的紫铜.母材试样尺寸：金相试件尺寸为20mm×10mm×3mm，测量强度试件尺寸为50mm×10mm×3mm，钎料为直径0.8mm 的 Ag－28Cu钎料丝.1.2 试验装置钎焊试验在我国自行研制的KJL－1多功能钎焊真空炉内进行.真空钎焊有以下优点：在加热过程中，零件处于真空气氛，不会出现氧化、脱碳、污染等；零件整体受热，热应力小，可将变形量控制到最小限度；基体金属和钎料周围存在的低压能排出金属在钎焊温度下释放出来的挥发性杂质和气体，基体金属本身的性能也获得改善；真空钎焊不用钎剂，不会出现气孔、夹渣缺陷等.1.3 试验材料的准备1）打磨.为保证各试样具有相同的表面状态，采用200＃、400＃、600＃和1000＃的砂纸逐级研磨，这样可以避免因试样表面粗糙度不同而影响钎料的润湿效果.之后将试样在丙酮溶液中进行超声波法清洗.2）试样固定及钎料安放.试样的固定方法和钎料的安放位置如图1所示.试样的搭接长度为2.5mm.3）选择不同的工艺参数进行钎焊.为了探索不同温度对钎焊接头性能的影响，分别进行了4组试验，每组3个试样，试验参数见表1.图1 试样装配示意图Fig.1 Assembly schematic diagram of specimens表1 各组试验的试验参数Table 1 Processing parameters of tests组别钎焊温度／℃ 保温时间／min 真空度／Pa 1 820 2 850 3 900 4 950 5＜8×10－32 结果与分析2.1 微观组织图2给出了保温时间为5min，钎焊温度分别为820、850、900和950℃时所获得的Cu／AgCu／Cu接头的微观组织.可以看出，在给定的钎焊工艺条件下，接头获得的组织中靠近铜侧为柱状的相，而钎缝中心为由白色组织和黑色组织构成的花纹状的共晶组织.为了确定反应产物的种类，对钎焊温度900℃的接头用X线能谱仪（EDS）进行能谱分析，结果见表2.从表中可以看出，位置A主要由Cu基固溶体组成，其中含有极少量的Ag原子.根据Ag－Cu二元相图，当钎焊温度超过Ag－28Cu钎料的温度时，母材Cu中会向液态钎料溶解，在随后的冷却过程中，会首先析出Cu 基固溶体，因此位置A为Cu基固溶体.位置B位于钎缝中心，是一些白色基底上有共晶花纹的组织，主要含有Ag和Cu元素，由于本试验采用的是Ag－28Cu钎料，还有部分钎料残留在钎缝中心，因此位置B中白色组织为银基固溶体，黑色为Cu基固溶体.由此可知，采用Ag－28Cu钎料钎焊紫铜，接头的界面结构为Cu ／Cu基固溶体／银铜共晶组织／Cu基固溶体／Cu.从图2还可以看出，随着钎焊温度的增加，柱状的Cu基固溶体层厚度增加，钎缝中心的银铜共晶组织层厚度减少；而整个钎缝宽度是降低的.这是因为钎焊温度增加，Cu母材向钎料溶解的量增加，导致柱状的Cu基固溶体的厚度增加；另外，随钎焊温度的增加，钎料的流动性增加，钎料流失较多，因此钎焊温度较高时，钎缝中心的银铜共晶组织层较薄，而整个钎缝宽度降低.图2 钎焊温度对接头界面结构的影响（t＝5 min）Fig.2 Effects of brazing temperature on interface microstructure of joints（t＝5 min）表2 Cu／Ag－Cu／Cu接头界面处各区能谱分析结果（θ＝900℃，t＝5 min）Table 2 EDS results of each point at Cu／Ag－Cu／Cu joint interface（θ＝900℃，t＝5 min）位置 x（Ag）／%x（Cu）／%可能相A 0.1 99.9 Cu 基固溶体B 43.2 56.8银铜共晶组织2.2 钎焊温度对接头力学性能的影响图3是固定保温时间为5min、钎焊温度分别为820、850、900和950℃条件下接头的抗剪强度变化曲线.从图中可以看出，随着钎焊温度的升高，接头的抗剪强度增加，在钎焊温度为850℃时达到最大，为238MPa；继续升高钎焊温度，接头抗剪强度降低；而在温度超过900℃后，接头抗剪强度变化不大.2.3 接头断裂位置分析为了分析接头的断裂位置，对钎焊温度为900℃条件下的钎焊接头剪断后断口的横截面进行金相显微镜观察，如图4所示.从图中可以看出，接头主要断裂在柱状Cu基固溶体与银铜共晶组织的交界处，其中部分柱状Cu基固溶体在拉剪试验中已经被从中拉断.因此，可以认为，在Cu基固溶体与银铜共晶组织的交界处，由于这两种相的物理化学及力学性能差异，接头在拉剪试验时，首先在此处产生缺陷，最后断裂.图3 钎焊温度对接头抗剪强度的影响（t＝5 min）Fig.3 Effect of brazing temperature on shear strength of joints（t＝5 min）图4 断口横截面（t＝5 min）Fig.4 Cross section of fracture（t＝5 min）3 结语1）采用Ag－28Cu钎料钎焊紫铜，接头中主要生成柱状的Cu基固溶体和银铜共晶组织.随着钎焊温度的增加或保温时间的延长，接头中柱状的Cu基固溶体厚度增加，而钎缝中心的银铜共晶组织厚度减少，且整个钎缝宽度降低.2）在钎焊温度为850℃，保温时间为5min时，接头的抗剪强度最大，为238MPa.3）接头主要断裂在柱状Cu基固溶体与银铜共晶组织的交界处.参考文献：［1］张启运，庄鸿寿.钎焊手册［M］.1版.北京：机械工业出版社，1999.［2］Terajima T，Makata K，Matsumoto Y，et al.Brazing of Cu with Pd－based metallic glass filler［J］.Materials Science and Engineering B，2008，148（1－3）：128－131.［3］刘长江，唐耀阳，崔西会.汽轮机冷凝器风头的TIG钎焊［J］.焊接，2005（2）：44－45.［4］李光明，韩仁通，刘殿宝，等.不同焊接条件下TIG焊接紫铜厚板的热效应研究［J］.材料科学与工艺，2009，17（1）：13－16.［5］王希靖，达朝炳，李晶，等.紫铜的搅拌摩擦焊工艺与接头性能分析［J］.兰州理工大学学报，2006，32（4）：25－28.［6］李玉龙，王贲，王非凡，等.T2紫铜薄片的超声波焊［J］.材料科学与工艺，2009，10（17）：163－165.［7］Karamis M B，Tasdemirci A，Nair F.Microstructure analysis and discontinuities in the braze zone of copper tubes［J］.Journal of Materials Processing Technology，2003（4）：302－312.。
紫铜与钢的焊接
紫铜与钢的焊接采用手工电弧焊、气焊和埋弧焊。
板厚大于3毫米时需开坡口，坡口形式与钢构相同。
开X形坡口时不留钝边，以保证焊透。
当坡口角度太小或端部沾污就不能很好焊透。
紫铜、铜合金与钢的手工电弧焊可采用铜107（T107）、铜227（T227）焊条进行焊接。
被焊材料的厚度为3毫米或3毫米以上，可以采用埋弧焊，焊接接头可以采用对接或“T”形接。
熔剂层下的碳焊用直流正极性，弧压为40～55伏，弧长14～20毫米，电流300～550安，选用焊铜用的焊剂例如焊剂150、焊剂431等。
熔化极电弧焊时，虽然熔剂中加入2～5%的铝、锰、硅和碳酸钙，以及铜墙铁壁焊毕上镀0.1～0.15毫米的锌，仍不能消除气孔。
如对坡口预热150℃，则气孔完全消失。
焊丝用T2铜丝，焊剂用430或360，结果良好。
黄铜、紫铜与钢进行闪光焊和电阻焊均可获得合格的接头。
闪光焊时钢的烧损量比铜大，因些装入焊机的伸出长度应大些。
闪光焊时，钢 L=3.5d ，黄铜L=1.5d ，紫铜L=1d 。
式中d为焊件直径，L为伸出长度。
电阻焊时，钢L=2.5d ，黄铜L=1d ，紫铜L=1.5d 。
顶锻压力均为1.0～1.5公斤力/毫米2。
紫铜及紫铜与低碳钢的焊接工艺紫铜的特点：具有极高的导电性、导热性、优良的可塑性、耐腐蚀性、低温塑性。
由于紫铜导热性好，焊接时热量迅速从加热区传导出去,使母材与填充金属难以融合，这种现象尤其在厚板焊接时表现得更明显。
本公司在近期承接了制作厂内的金属结晶器,整体由低碳钢与紫铜焊接.因为内桶为全紫铜制作，而且内桶与外桶的连接是低碳钢法蓝，从而涉及到紫铜及紫铜与低碳钢的焊接工艺。
焊接要求：要求结晶器整体在6Mpa压缩空气下10分钟无渗漏现象。
把母材需要焊接的位置通过机械加工和等离子切割而得到需要的坡口形式，方便达到焊接要求。
焊接方法的选择：紫铜焊接有很多方法,如气焊、焊条电弧焊、TIG焊、CO2焊、埋弧焊等等方式.考虑到母材结构、工艺、与焊接设备等因素，选择了TIG焊（高纯Ar气体保护焊）。
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表２各组试验的试验参数
２
１ ０９３
ｌ １００
ｌ １２０
３
５
ｌ １５０
ｌ １８０
Ｉ ２００
Ｏ．０５
１．５焊后处理 焊后用砂纸去除接头表面上多余的钎料、钎剂残
渣，为检测做好准备工作。 １．６金相检验及性能测试
将焊件磨成金相试样，在光学显微镜下进行组织 观察。其余的做剪切试验，观察其抗剪强度分别与钎 缝间隙、钎焊保温时间、钎焊温度之间的关系。
Ｃｕ（质量分数，％）
Ｏ ｌＯ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００
ｌ ｌ酆１
ｌ ｌ弭ｌ ｌ ｌ
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鲫。湖枷舶。∞姗加瑚∞啪帅咖∞蝴哪咖∞瑚鲫舶
水磨砂纸进行研磨，这样可避免因试样表面粗糙度不 同而影响液态钎料润湿效果，试样研磨后用四氯化碳 擦净。 １．３．４试样的固定及钎料安放
将试样采用毛刺定位法定位，保证间隙要求（用塞 尺保证），依靠夹子保持两块试样的相对位置。
将配制好的糊状钎料和钎剂混合物均匀地涂在试 样间隙上面，以充分利用钎缝间隙的毛细作用来促进 钎料填缝。 １．４选择不同的工艺参数进行钎焊
Ｏ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００
Ｆｅ
Ｃｕ（原子分数，％）
Ｃｕ
图Ｉ Ｆｅ—Ｃｕ平衡相图
Ｃｕ是扩大奥氏体相区元素，使Ａ。点升高，Ａ．点下 降，溶入奥氏体还可以降低其临界冷却速度，因此，在 钎焊冷却过程中，能促进珠光体和铁素体组织细化。
从图２可以看出，紧邻界面的母材部分，其组织与 原始组织明显不同，这表明在钎焊过程中，母材与钎料 发生相互作用，无论是窄间隙还是宽间隙，在靠近界面 的母材上都有明显的扩散区，扩散区是由钎焊组分向 母材扩散形成的。用紫铜钎焊０８钢时，液态铜向铁中 扩散，扩散层中铜含量增高。
近于钎缝中心部位，这表明钎缝中心区的强度低于扩 散区和钎缝界面区。由图５可见，在０．０３～０．０５ ｍｍ 间隙范围内，接头强度最大。大于或者小于这个范围， 接头强度就均会出现不同程度的下降。因为间隙偏小 时，钎料填缝困难，钎缝间隙中的气体不容易排出，易 形成未焊透、气孔等缺陷，大大降低了接头强度；间隙 偏大时，毛细作用减弱，也使钎料不能填满间隙Ｈ Ｊ，同 时，母材对钎缝中心钎料的合金化作用减弱，这样也使 接头强度降低。因此，选用紫铜钎焊０８钢时，最佳间 隙为０．０３～０．０５ ｍｌＴｌ。
由图７可见，钎焊温度在ｌ １００—１ １５０℃范围内， 接头强度最高，这是因为钎焊温度低时，钎料和母材相
图４长时间保温时钎焊接头组织（腐蚀剂：４％硝酸酒精溶液）
能有不利影响，应尽量避免。 ２．２钎焊接头的强度及影响因素 ２．２．１ 不同钎缝间隙的强度变化
由第一组试样强度试验结果发现，试样断口多接
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关键词：管道焊接修复 中国分类号：ＴＣⅪ５７．６
０前 言 在安装及维修现场，经常遇到各种位置的管道焊
收稿日期：２００８—０７－２３
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接，其中部分焊缝处于不理想的位置，又因设备、厂房 的影响，再加上管道纵横交错，致使这些焊缝很难施 焊，如网１所示。
对容易施焊的管道，常规方法由单人从管外施焊。 对图１ａ中很难施焊的管道，常规的做法有两种，一是
钎料中用８０％的铜粉，１０％的钎剂，１０％的无水乙 醇配制成糊状使用。 １．２试验装置
试验采用Ｓ脚ｘ一４一１３型箱式高温电炉。炉中钎 焊加热均匀，焊件变形小，所用设备简单。
收稿日期：２００８—０８一Ｏｌ
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１．３试验步骤
１．３．１ 脱
脂
将试样放入２０％ＮａＯＨ水溶液中进行碱洗，常温
下碱洗２０ ｍｉｎ，脱脂后试样用清水冲净，然后干燥。
［６］美国焊接学会．焊接手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，
１９８８ ５１３
作者简介： 常德功，１９５０年出生，工学博士，博士生导师，教 授。研究方向为现代设计方法及新型传动机构。Biblioteka 管道修复的一种非常规焊接方法
四川机电职业技术学院（攀枝花市６１７０００） 王若愚
摘要管道安装及修复中采用的非常规焊接方法有镜子成像焊接法，双人配合施焊法，开窗口焊接法。文中 以炼钢转炉余热锅炉水冷壁管道修复为例，介绍了开窗口这种非常规焊接法的应用。水冷壁管损坏漏水后需修 复，由于它管径小，修复中位置狭窄，故焊后质量很难保证。采用开窗口这种非常规焊接法，操作时从窗口伸入焊 条焊接背面半圈，用手工ＴＩＧ焊焊接窗口盖和正面半圈，能使管道修复质量得到保证。经应用表明，采用这种非常 规焊接方法修复背面无法施焊的管道，能节省大量的人力、物力，这种方法值得在管道修复中推广。
１．３．２清除氧化膜
将碱洗后的试样放入２０％ＨＣＩ（浓度为３５％）的
水溶液中进行酸洗，酸洗时间为３０ ｒａｉｎ，这样可以清除
０８钢表面的氧化膜（ＦｅＯ，Ｆｅ３０４，Ｆｅ２０３）∞］，酸洗之后
用清水冲净，然后干燥，以备试验用。
１．３．３试样研磨
为了保证各试样具有相同的表面状态，采用４００＃
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２试验结果及分析
２．１ 钎焊接头金相组织 从图ｌ Ｆｅ—Ｃｕ平衡相图上可以看出，铁与铜在液
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态无限互溶，固态时有限互溶，不形成金属间化合物， 当铁向铜扩散时，形成有限溶解度的８固溶体。铜和 铁是单纯的包晶反应系，Ｃｕ在Ｏｔ—Ｆｅ中的溶解度随着 温度的降低而减小。铁有限固溶于铜，固溶度随着温 度变化而激烈的变化，当温度从合金结晶完成之后开 始下降时，在铜中的固溶度也开始降低，以铁单质形态 从固相中析出，当铁固溶于铜中，能够明显地提高其强 度，具有固溶强化效应，当从固相中析出时，又产生了 弥散强化效果，使铜的导电和导热性能得到了恢复。
１试验过程
１．１试验材料及试样制备 试验材料采用０８低碳钢，其化学成分见表１。 ０８钢的原始组织是铁素体和极少量珠光体，试样
尺寸为６０咖×１２ ｍｍｘｌ ｍｍ。
表１∞钢的化学成分（质量分数。％）
试验所用钎料是紫铜粉（含量９９．５％，粒度７４ ｐ，ｍ），试验用钎剂是５０％无水硼砂＋５０％硼酸。钎剂 是在钎焊过程中去除母材和钎料表面的氧化膜，减少 液态钎料的界面张力，提高液态钎料对母材的润湿性。
关键词：钎焊钎料钎焊温度钎缝间隙 中图分类号：ＴＧ ４２５．２
０前 言
钎焊是人类最早使用的连接方法之一，最早出现 于青铜器时代。在钎焊过程中仅钎料熔化而母材不熔 化，依靠液态钎料在母材缝隙中润湿、毛细流动、填充、 铺展、与母材相互作用、冷却凝固形成牢固接头。钎焊 工艺具有以下优点：焊件的组织和力学性能变化较小， 变形不大，接头比较平整光滑，外表美观，同时可以连 接异种材料。基于这些特点，钎焊被广泛应用于航天、 航空、原子能、仪表、电子等工业部门¨Ｊ。
（ｂ）宽间隙钎焊接头组织 图２不同间隙钎焊接头组织（腐蚀剂：４％硝酸酒精溶液）
图３高温钎焊接头组织（腐蚀剂：４％硝酸酒精溶液）
芒
鼍
麒 鼎 躲 蝠
钎缝间隙ｂ／ｒａｍ
图５钎焊接头抗剪强度与钎缝间隙的关系
２．２．２不同钎焊保温时间下的强度变化 由图６可见，保温时间短时，钎料与母材相互作用
不充分，接头强度较低；随着时间增长，钎缝合金化充 分，接头强度有所提高。钎焊保温时间与母材同钎料 相互作用特性有关，当易生成脆性相时，可适当延长保 温时间，因此钎焊保温时间选５—８ ｍｉｎ。 ２．２．３不同钎焊温度时的强度变化
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钎焊保温时间ｔｌｍｉｎ
图６钎焊接头抗剪强度与钎焊保温时间的关系
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互扩散不充分，合金化程度较弱，接头强度低；随着温 度升高，液态铜钎料表面张力减小，能改善母材的润湿 性和对钎缝的填充性，提高钎透率，从而提高了接头强 度；如钎焊温度过高，母材奥氏体晶粒粗化，显著降低 钢的冲击韧性、减少裂纹扩展功和提高脆性转变温 度＂］。当晶粒大小不均时，还显著降低钢的结构强度， 引起应力集中，易于产生脆性断裂。因此用紫铜做钎 料来钎焊０８钢的最佳温度是ｌ １００—１ １５０℃。
紫铜钎料钎焊08钢工艺参数的选择
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
常德功， 吕明利， 于宁宁 青岛科技大学机电工程学院,266061
焊接 WELDING & JOINING 2009(1)
参考文献(6条) 1.美国焊接学会 焊接手册 1988 2.邹僖 钎焊 1989 3.李隆盛 铸造合金及熔炼 1989 4.邓健 钎焊 1979 5.李亚江 焊接材料的选用 2004 6.赵越 钎焊技术及应用 2004
填缝钎料的显微组织与钎料原始组织明显不同， 钎缝界面区的显微组织也不同于铜的原始组织，它是 母材中的Ｆｅ向钎料中扩散，固溶于Ｏｔ—Ｆｅ相中，起固 溶强化作用，有利于提高接头的性能。同时还可看出。 钎缝中心区也略不同于钎料的原始组织，该区组织与 间隙大小、钎焊温度和保温时间有关。
从图３、图４可以看出，钎缝金属与母材交错不齐， 表面钎料组分向母材晶界渗入。液态钎料向母材扩 散，由于加热温度较高，保温时间较长，在晶界处形成 了Ｆｅ—Ｃｕ—Ｃ三元低熔点共晶，这种共晶相易受腐蚀， 因此在图中呈黑色。这些共晶产物比较脆，对接头性
试验研究的目的是把钎焊工艺应用到低碳钢的焊 接上，开发一种新型的钢制室内散热器，并依托大型钎 焊炉实现钢制室内散热器的大批量生产。由于０８钢 具有很高的塑性和韧性，强度、硬度低，故其有良好的
冲压、拉伸和弯曲性能，能够满足钢制散热器的冲压生 产的要求，因此选作该试验的母材。鉴于高的钎焊温 度可以增强母材与钎料之间的相互作用，提高再熔化 的温度和钎焊接头的物理特性，并允许在钎焊之后进 行较低温度的热处理，以提高母材的力学性能等优点。 文中试验最终选用紫铜作为钎料，其目的在于确定紫 铜钎焊０８钢的最佳工艺参数，从而为紫铜作钎料进行 低碳钢焊接的钎焊工艺提供依据一Ｊ。