1. Soldeermateriaal
(1) Titanium en zijn basislegeringen worden zelden gesoldeerd met zacht soldeer. De gebruikte soldeermaterialen zijn voornamelijk zilverbasis, aluminiumbasis, titaniumbasis of titaniumzirconiumbasis.
Zilversoldeer wordt voornamelijk gebruikt voor componenten met een werktemperatuur lager dan 540 °C. Verbindingen met puur zilversoldeer hebben een lage sterkte, zijn gemakkelijk te scheuren en hebben een slechte corrosie- en oxidatiebestendigheid. De soldeertemperatuur van Ag-Cu-soldeer is lager dan die van zilver, maar de bevochtigbaarheid neemt af met een toenemend Cu-gehalte. Ag-Cu-soldeer met een kleine hoeveelheid Li kan de bevochtigbaarheid en de legeringsgraad tussen het soldeer en het basismetaal verbeteren. AG-Li-soldeer heeft de kenmerken van een laag smeltpunt en een sterke reduceerbaarheid. Het is geschikt voor het solderen van titanium en titaniumlegeringen in een beschermende atmosfeer. Vacuümsolderen zal echter de oven vervuilen door Li-verdamping. Ag-5al- (0,5 ~ 1,0) Mn-vulmetaal is het voorkeursvulmetaal voor dunwandige titaniumlegeringcomponenten. De gesoldeerde verbinding heeft een goede oxidatie- en corrosiebestendigheid. De schuifsterkte van titanium- en titaniumlegeringverbindingen gesoldeerd met zilverhoudend vulmetaal wordt weergegeven in tabel 12.
Tabel 12 Soldeerprocesparameters en verbindingssterkte van titanium en titaniumlegeringen
De soldeertemperatuur van aluminiumsoldeer is laag, waardoor er geen β-fasetransformatie van titaniumlegeringen optreedt. De eisen voor de selectie van materialen en structuren voor soldeerbevestigingen zijn lager. De interactie tussen het toevoegmateriaal en het basismetaal is laag en de oplosbaarheid en diffusie zijn niet duidelijk. De plasticiteit van het toevoegmateriaal is echter goed en het toevoegmateriaal en het basismetaal zijn gemakkelijk samen te rollen. Daarom is het zeer geschikt voor het solderen van radiatoren, honingraatstructuren en laminaatstructuren van titaniumlegeringen.
Fluxen op basis van titanium of titaniumzirconium bevatten over het algemeen koper, nikkel en andere elementen, die snel in de matrix kunnen diffunderen en tijdens het solderen met titanium kunnen reageren, wat resulteert in matrixcorrosie en de vorming van een brosse laag. Daarom moeten de soldeertemperatuur en de houdtijd tijdens het solderen strikt worden gecontroleerd en mogen ze zo min mogelijk worden gebruikt voor het solderen van dunwandige structuren. B-ti48zr48be is een typisch TiZr-soldeer. Het heeft een goede bevochtigbaarheid met titanium en het basismetaal heeft geen neiging tot korrelgroei tijdens het solderen.
(2) Soldeermetaal voor zirkonium en basislegeringen. Solderen van zirkonium en basislegeringen omvat voornamelijk b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, enz., die veel worden gebruikt bij het solderen van zirkoniumlegeringsbuizen van kernreactoren.
(3) De soldeervloeimiddel en beschermende atmosfeer van titanium, zirkonium en basislegeringen kunnen bevredigende resultaten opleveren in vacuüm en inerte atmosfeer (helium en argon). Voor argon-afgeschermd solderen moet argon met een hoge zuiverheidsgraad worden gebruikt en het dauwpunt moet -54 °C of lager zijn. Voor vlamsolderen moet een speciaal vloeimiddel worden gebruikt dat fluoride en chloride van de metalen Na, K en Li bevat.
2. Soldeertechnologie
Vóór het solderen moet het oppervlak grondig worden gereinigd, ontvet en de oxidelaag worden verwijderd. Dikke oxidelagen moeten mechanisch, met zandstralen of met een gesmolten zoutbad worden verwijderd. De dunne oxidelaag kan worden verwijderd in een oplossing met 20% tot 40% salpeterzuur en 2% waterstoffluoride.
Ti, Zr en hun legeringen mogen tijdens het solderen niet in contact komen met lucht op het lasoppervlak. Solderen kan worden uitgevoerd onder vacuüm of beschermd door een inert gas. Hoogfrequente inductieverwarming of verwarming in beschermde toestand kan worden gebruikt. Inductieverwarming is de beste methode voor kleine symmetrische onderdelen, terwijl solderen in een oven voordeliger is voor grote en complexe componenten.
NiCr, W, Mo, Ta en andere materialen moeten worden geselecteerd als verwarmingselementen voor het solderen van Ti, Zr en hun legeringen. Apparatuur met blootliggend grafiet als verwarmingselementen mag niet worden gebruikt om koolstofvervuiling te voorkomen. Soldeerarmaturen moeten zijn gemaakt van materialen met een goede temperatuurbestendigheid, een vergelijkbare thermische uitzettingscoëfficiënt als Ti of Zr en een lage reactiviteit met basismetaal.
Plaatsingstijd: 13 juni 2022