Solderen van roestvrij staal

Solderen van roestvrij staal

1. Soldeerbaarheid

Het belangrijkste probleem bij het solderen van roestvrij staal is dat de oxidefilm op het oppervlak de bevochtiging en verspreiding van soldeer ernstig beïnvloedt.Verschillende roestvrij staalsoorten bevatten een aanzienlijke hoeveelheid Cr en sommige bevatten ook Ni, Ti, Mn, Mo, Nb en andere elementen, die een verscheidenheid aan oxiden of zelfs samengestelde oxiden op het oppervlak kunnen vormen.Onder hen zijn de oxiden Cr2O3 en TiO2 van Cr en Ti vrij stabiel en moeilijk te verwijderen.Bij hardsolderen in lucht moet actieve flux worden gebruikt om ze te verwijderen;Bij het solderen in een beschermende atmosfeer kan de oxidefilm alleen worden verminderd in een atmosfeer met een hoge zuiverheid met een laag dauwpunt en een voldoende hoge temperatuur;Bij vacuümsolderen is het noodzakelijk om voldoende vacuüm en voldoende temperatuur te hebben om een ​​goed soldeereffect te bereiken.

Een ander probleem van het solderen van roestvrij staal is dat de verwarmingstemperatuur een ernstig effect heeft op de structuur van het basismetaal.De soldeertemperatuur van austenitisch roestvrij staal mag niet hoger zijn dan 1150 ℃, anders zal het graan ernstig groeien;Als austenitisch roestvrij staal geen stabiel element Ti of Nb bevat en een hoog koolstofgehalte heeft, moet solderen binnen de sensibiliseringstemperatuur (500 ~ 850 ℃) ook worden vermeden.Om te voorkomen dat de corrosieweerstand afneemt door het neerslaan van chroomcarbide.De selectie van soldeertemperatuur voor martensitisch roestvrij staal is strenger.Een daarvan is om de soldeertemperatuur af te stemmen op de afschriktemperatuur, om het soldeerproces te combineren met het warmtebehandelingsproces;De andere is dat de hardsoldeertemperatuur lager moet zijn dan de hardingstemperatuur om te voorkomen dat het basismetaal zacht wordt tijdens het solderen.Het selectieprincipe van de soldeertemperatuur van precipitatiehardend roestvrij staal is hetzelfde als dat van martensitisch roestvrij staal, dat wil zeggen dat de soldeertemperatuur moet overeenkomen met het warmtebehandelingssysteem om de beste mechanische eigenschappen te verkrijgen.

Naast de bovengenoemde twee hoofdproblemen is er een neiging tot spanningsscheuren bij het hardsolderen van austenitisch roestvast staal, vooral bij het hardsolderen met koper-zinkvulmetaal.Om spanningsscheuren te voorkomen, moet het werkstuk vóór het solderen spanningsvrij worden uitgegloeid en moet het werkstuk tijdens het solderen gelijkmatig worden verwarmd.

2. Soldeermateriaal

(1) Volgens de gebruiksvereisten van roestvrijstalen lasverbindingen, omvatten de algemeen gebruikte soldeervulmetalen voor roestvrijstalen lasverbindingen Tin Lood-soldeervulmetaal, op zilver gebaseerd soldeervulmetaal, op koper gebaseerd soldeervulmetaal, op mangaan gebaseerd soldeervulmetaal, op nikkel gebaseerd solderen van vulmetaal en edele metalen solderen van vulmetaal.

Tinloodsoldeer wordt voornamelijk gebruikt voor het solderen van roestvrij staal en is geschikt voor een hoog tingehalte.Hoe hoger het tingehalte van het soldeer, hoe beter de bevochtigbaarheid op roestvrij staal.De afschuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti roestvrijstalen verbindingen gesoldeerd met verschillende gewone tinloodsoldeersels wordt vermeld in tabel 3. Vanwege de lage sterkte van de verbindingen worden ze alleen gebruikt voor het solderen van onderdelen met een klein draagvermogen.

Tabel 3 afschuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti roestvrijstalen verbinding gesoldeerd met tinloodsoldeer

Op zilver gebaseerde vulmetalen zijn de meest gebruikte vulmetalen voor het hardsolderen van roestvast staal.Onder hen worden zilverkoperzink en zilverkoperzink-cadmiumvulmetalen het meest gebruikt omdat de soldeertemperatuur weinig effect heeft op de eigenschappen van het basismetaal.De sterkte van ICr18Ni9Ti roestvrijstalen verbindingen gesoldeerd met verschillende gewone op zilver gebaseerde soldeer is vermeld in Tabel 4. De roestvrijstalen verbindingen gesoldeerd met op zilver gebaseerde soldeer worden zelden gebruikt in zeer corrosieve media, en de werktemperatuur van de verbindingen is over het algemeen niet hoger dan 300 ℃ .Bij het solderen van roestvrij staal zonder nikkel, om corrosie van de soldeerverbinding in een vochtige omgeving te voorkomen, moet soldeervulmetaal met meer nikkel worden gebruikt, zoals b-ag50cuzncdni.Bij het hardsolderen van martensitisch roestvrij staal, om te voorkomen dat het basismetaal zacht wordt, moet soldeervulmetaal worden gebruikt met een soldeertemperatuur van niet meer dan 650 ℃, zoals b-ag40cuzncd.Bij het hardsolderen van roestvrij staal in een beschermende atmosfeer, om de oxidefilm op het oppervlak te verwijderen, kan lithiumbevattend zelfsolderend vloeimiddel worden gebruikt, zoals b-ag92culi en b-ag72culi.Wanneer roestvrij staal in vacuüm wordt gesoldeerd, om ervoor te zorgen dat het vulmetaal nog steeds een goede bevochtigbaarheid heeft wanneer het geen elementen bevat zoals Zn en CD die gemakkelijk te verdampen zijn, kan het zilvervulmetaal dat elementen bevat zoals Mn, Ni en RD worden geselecteerd.

Tabel 4 sterkte van ICr18Ni9Ti roestvrijstalen verbinding gesoldeerd met op zilver gebaseerd vulmetaal

Op koper gebaseerde soldeervulmetalen die worden gebruikt voor het solderen van verschillende staalsoorten zijn voornamelijk puur koper, kopernikkel en kopermangaan-kobalt-soldeervulmetalen.Puur koperen soldeervulmetaal wordt voornamelijk gebruikt voor hardsolderen onder gasbescherming of vacuüm.De werktemperatuur van de roestvrijstalen verbinding is niet meer dan 400 , maar de verbinding heeft een slechte oxidatieweerstand.Koper-nikkel-soldeermetaal wordt voornamelijk gebruikt voor vlamsolderen en inductiesolderen.De sterkte van de gesoldeerde 1Cr18Ni9Ti roestvrijstalen verbinding wordt getoond in Tabel 5. Het is te zien dat de verbinding dezelfde sterkte heeft als het basismetaal en dat de werktemperatuur hoog is.Cu Mn co-solderen van vulmetaal wordt voornamelijk gebruikt voor het solderen van martensitisch roestvrij staal in beschermende atmosfeer.De verbindingssterkte en werktemperatuur zijn vergelijkbaar met die gesoldeerd met op goud gebaseerd vulmetaal.Bijvoorbeeld, de 1Cr13 roestvrijstalen verbinding gesoldeerd met b-cu58mnco-soldeer heeft dezelfde prestaties als dezelfde roestvrijstalen verbinding die is gesoldeerd met b-au82ni-soldeer (zie tabel 6), maar de productiekosten zijn aanzienlijk lager.

Tabel 5 afschuifsterkte van 1Cr18Ni9Ti roestvrijstalen verbinding gesoldeerd met vulmetaal op basis van koper op hoge temperatuur

Tabel 6 afschuifsterkte van 1Cr13 roestvrijstalen gesoldeerde verbinding

Op mangaan gebaseerde soldeervulmetalen worden voornamelijk gebruikt voor gasbeschermd hardsolderen en de zuiverheid van gas moet hoog zijn.Om de korrelgroei van het basismetaal te voorkomen, moet het overeenkomstige soldeervulmetaal met een soldeertemperatuur lager dan 1150 worden gekozen.Een bevredigend soldeereffect kan worden verkregen voor roestvrijstalen verbindingen die zijn gesoldeerd met soldeer op mangaanbasis, zoals weergegeven in tabel 7. De werktemperatuur van de verbinding kan 600 bereiken.

Tabel 7 afschuifsterkte van lcr18ni9fi roestvrijstalen verbinding gesoldeerd met vulmetaal op mangaanbasis

Wanneer roestvrij staal wordt gesoldeerd met vulmetaal op nikkelbasis, heeft de verbinding goede prestaties bij hoge temperaturen.Dit vulmetaal wordt over het algemeen gebruikt voor gasafgeschermd hardsolderen of vacuümsolderen.Om het probleem op te lossen dat er meer brosse verbindingen worden geproduceerd in de gesoldeerde verbinding tijdens de verbindingsvorming, wat de sterkte en plasticiteit van de verbinding ernstig vermindert, moet de verbindingsopening worden geminimaliseerd om ervoor te zorgen dat de elementen gemakkelijk een brosse fase vormen in de soldeer zijn volledig verspreid in het basismetaal.Om het optreden van onedele metaalkorrelgroei als gevolg van een lange verblijftijd bij soldeertemperatuur te voorkomen, kunnen de procesmaatregelen van korte vasthoudtijd en diffusiebehandeling bij lagere temperatuur (vergeleken met soldeertemperatuur) na het lassen worden genomen.

Edele metalen soldeervulmetalen die worden gebruikt voor het solderen van roestvrij staal omvatten voornamelijk op goud gebaseerde vulmetalen en palladiumbevattende vulmetalen, waarvan de meest typische b-au82ni, b-ag54cupd en b-au82ni zijn, die een goede bevochtigbaarheid hebben.De gesoldeerde roestvrijstalen verbinding heeft een hoge temperatuurbestendigheid en oxidatieweerstand en de maximale werktemperatuur kan 800 bereiken.B-ag54cupd heeft vergelijkbare kenmerken als b-au82ni en de prijs is laag, dus het heeft de neiging om b-au82ni te vervangen.

(2) Het oppervlak van roestvrij staal in flux en ovenatmosfeer bevat oxiden zoals Cr2O3 en TiO2, die alleen kunnen worden verwijderd door flux met sterke activiteit te gebruiken.Wanneer roestvrij staal wordt gesoldeerd met tinloodsoldeer, is het geschikte vloeimiddel een waterige fosforzuuroplossing of een zinkoxidezoutzuuroplossing.De activiteitstijd van de waterige oplossing van fosforzuur is kort, dus de hardsoldeermethode voor snelle verwarming moet worden toegepast.Fb102, fb103 of fb104 vloeimiddelen kunnen worden gebruikt voor het hardsolderen van roestvast staal met op zilver gebaseerde vulmetalen.Bij het hardsolderen van roestvast staal met op koper gebaseerd vulmetaal wordt fb105 vloeimiddel gebruikt vanwege de hoge soldeertemperatuur.

Bij het hardsolderen van roestvrij staal in de oven wordt vaak gebruik gemaakt van vacuümatmosfeer of beschermende atmosfeer zoals waterstof, argon en ontledingsammoniak.Tijdens vacuümsolderen moet de vacuümdruk lager zijn dan 10-2 Pa.Bij het solderen in een beschermende atmosfeer mag het dauwpunt van het gas niet hoger zijn dan -40 ℃. Als de gaszuiverheid niet genoeg is of de soldeertemperatuur niet hoog is, kan een kleine hoeveelheid gassoldeerflux, zoals boortrifluoride, aan de atmosfeer worden toegevoegd.

2. Soldeertechnologie

Roestvast staal moet vóór het solderen strikter worden gereinigd om vet- en oliefilm te verwijderen.Het is beter om direct na het reinigen te solderen.

Solderen van roestvrij staal kan vlam-, inductie- en ovenmediumverwarmingsmethoden toepassen.De oven voor het solderen in de oven moet een goed temperatuurregelsysteem hebben (de afwijking van de soldeertemperatuur moet ± 6 ℃ zijn) en kan snel worden gekoeld.Wanneer waterstof wordt gebruikt als beschermgas voor solderen, zijn de vereisten voor waterstof afhankelijk van de soldeertemperatuur en de samenstelling van het basismetaal, dat wil zeggen, hoe lager de soldeertemperatuur, hoe meer het basismetaal stabilisator bevat en hoe lager de dauw waterstofpunt vereist.Voor martensitische roestvaste staalsoorten zoals 1Cr13 en cr17ni2t moet het dauwpunt van waterstof bijvoorbeeld lager zijn dan -40 ℃ bij hardsolderen bij 1000 ℃;Voor 18-8 chroomnikkelroestvrij staal zonder stabilisator moet het dauwpunt van waterstof lager zijn dan 25 ℃ tijdens hardsolderen bij 1150 ℃;Voor 1Cr18Ni9Ti roestvrij staal dat titaniumstabilisator bevat, moet het waterstofdauwpunt echter lager zijn dan -40 bij het solderen bij 1150 ℃.Bij hardsolderen met argonbescherming moet de zuiverheid van argon hoger zijn.Als koper of nikkel wordt geplateerd op het oppervlak van roestvrij staal, kan de vereiste voor de zuiverheid van beschermgas worden verminderd.Om ervoor te zorgen dat de oxidefilm op het oppervlak van roestvrij staal wordt verwijderd, kan ook BF3-gasflux worden toegevoegd en kan ook lithium- of boorhoudend zelfvloeisoldeer worden gebruikt.Bij vacuümsolderen van roestvrij staal zijn de vereisten voor vacuümgraad afhankelijk van de soldeertemperatuur.Met de verhoging van de soldeertemperatuur kan het vereiste vacuüm worden verminderd.

Het belangrijkste proces van roestvrij staal na het solderen is om de resterende flux en de reststroomremmer te reinigen en indien nodig een warmtebehandeling na het solderen uit te voeren.Afhankelijk van het gebruikte vloeimiddel en de gebruikte soldeermethode kan het resterende vloeimiddel worden gewassen met water, mechanisch worden gereinigd of chemisch worden gereinigd.Als schuurmiddel wordt gebruikt om de resterende flux of oxidefilm in het verwarmde gebied bij de verbinding te reinigen, moeten zand of andere niet-metalen fijne deeltjes worden gebruikt.Onderdelen van martensitisch roestvrij staal en precipitatiehardend roestvrij staal hebben na het solderen een warmtebehandeling nodig volgens de speciale vereisten van het materiaal.Roestvaststalen verbindingen gesoldeerd met Ni Cr B en Ni Cr Si vulmetalen worden vaak behandeld met diffusiewarmtebehandeling na het solderen om de vereisten voor soldeerspleet te verminderen en de microstructuur en eigenschappen van de verbindingen te verbeteren.