1. Υλικό συγκόλλησης
(1)Η συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα περιλαμβάνει τη μαλακή και τη σκληρή συγκόλληση. Το ευρέως χρησιμοποιούμενο συγκολλητικό υλικό στη μαλακή συγκόλληση είναι το συγκολλητικό υλικό με κασσίτερο-μόλυβδο. Η διαβρεξιμότητα αυτού του συγκολλητικού υλικού στον χάλυβα αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε κασσίτερο, επομένως το συγκολλητικό υλικό με υψηλή περιεκτικότητα σε κασσίτερο θα πρέπει να χρησιμοποιείται για τη σφράγιση των αρμών. Το στρώμα μεσομεταλλικής ένωσης Fesn2 μπορεί να σχηματιστεί στη διεπαφή μεταξύ κασσιτέρου και χάλυβα στο συγκολλητικό υλικό με κασσίτερο-μόλυβδο. Προκειμένου να αποφευχθεί ο σχηματισμός ένωσης σε αυτό το στρώμα, η θερμοκρασία συγκόλλησης και ο χρόνος συγκράτησης θα πρέπει να ελέγχονται σωστά. Η αντοχή σε διάτμηση των αρμών ανθρακούχου χάλυβα που συγκολλούνται με αρκετά τυπικά συγκολλητικά υλικά με κασσίτερο-μόλυβδο φαίνεται στον Πίνακα 1. Μεταξύ αυτών, η αντοχή σύνδεσης που συγκολλείται με 50% w (SN) είναι η υψηλότερη και η αντοχή σύνδεσης που συγκολλάται με συγκολλητικό υλικό χωρίς αντιμόνιο είναι υψηλότερη από αυτή με αντιμόνιο.
Πίνακας 1 αντοχή σε διάτμηση συνδέσεων ανθρακούχου χάλυβα συγκολλημένων με συγκολλητικό κασσίτερου-μολύβδου
Κατά την συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης, χρησιμοποιούνται κυρίως καθαρά μέταλλα πλήρωσης συγκόλλησης με χαλκό, ψευδάργυρο και άργυρο, χαλκό, ψευδάργυρο. Ο καθαρός χαλκός έχει υψηλό σημείο τήξης και οξειδώνεται εύκολα το βασικό μέταλλο κατά τη συγκόλληση. Χρησιμοποιείται κυρίως για συγκόλληση με θωράκιση αερίου και συγκόλληση κενού. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι το κενό μεταξύ των συγκολλημένων αρμών πρέπει να είναι μικρότερο από 0,05 mm για να αποφευχθεί το πρόβλημα της μη πλήρωσης του κενού της αρμού λόγω της καλής ρευστότητας του χαλκού. Οι αρμοί ανθρακούχου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης που συγκολλούνται με καθαρό χαλκό έχουν υψηλή αντοχή. Γενικά, η αντοχή σε διάτμηση είναι 150 ~ 215 mpa, ενώ η αντοχή σε εφελκυσμό κατανέμεται μεταξύ 170 ~ 340 mpa.
Σε σύγκριση με τον καθαρό χαλκό, το σημείο τήξης του συγκολλητικού χαλκού-ψευδαργύρου μειώνεται λόγω της προσθήκης Zn. Για να αποφευχθεί η εξάτμιση του Zn κατά τη συγκόλληση, αφενός, μπορεί να προστεθεί μια μικρή ποσότητα Si στο συγκολλητικό χαλκού-ψευδαργύρου. Αφετέρου, πρέπει να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι ταχείας θέρμανσης, όπως η συγκόλληση με φλόγα, η επαγωγική συγκόλληση και η συγκόλληση με εμβάπτιση. Οι ενώσεις του ανθρακούχου χάλυβα και του χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης που έχουν συγκολληθεί με μέταλλο πλήρωσης χαλκού-ψευδαργύρου έχουν καλή αντοχή και πλαστικότητα. Για παράδειγμα, η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή σε διάτμηση των ενώσεων ανθρακούχου χάλυβα που έχουν συγκολληθεί με συγκόλληση b-cu62zn φτάνουν τα 420MPa και 290mpa. Το σημείο τήξης του συγκολλητικού σταθμού αργύρου-χαλκού είναι χαμηλότερο από αυτό του συγκολλητικού χαλκού-ψευδαργύρου, το οποίο είναι βολικό για συγκόλληση με βελόνα. Αυτό το μέταλλο πλήρωσης είναι κατάλληλο για συγκόλληση με φλόγα, επαγωγική συγκόλληση και συγκόλληση σε φούρνο ανθρακούχου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης, αλλά η περιεκτικότητα σε Zn πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο κατά τη συγκόλληση σε φούρνο και ο ρυθμός θέρμανσης πρέπει να αυξηθεί. Η συγκόλληση του ανθρακούχου χάλυβα και του χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης με μέταλλο πλήρωσης αργύρου-χαλκού-ψευδαργύρου μπορεί να επιτύχει ενώσεις με καλή αντοχή και πλαστικότητα. Τα συγκεκριμένα δεδομένα παρατίθενται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2 αντοχή συνδέσεων χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που συγκολλούνται με συγκολλητικό άργυρο-χαλκό-ψευδάργυρο
(2) Ροή: Για τη συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα και χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα θα πρέπει να χρησιμοποιείται ροή ή προστατευτικό αέριο. Η ροή συνήθως καθορίζεται από το επιλεγμένο μέταλλο πλήρωσης και τη μέθοδο συγκόλλησης. Όταν χρησιμοποιείται συγκόλληση με κασσίτερο-μόλυβδο, το μικτό υγρό χλωριούχου ψευδαργύρου και χλωριούχου αμμωνίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ροή ή άλλο ειδικό ροή. Το υπόλειμμα αυτής της ροής είναι γενικά εξαιρετικά διαβρωτικό και η σύνδεση πρέπει να καθαρίζεται αυστηρά μετά τη συγκόλληση.
Κατά την συγκόλληση με μέταλλο πλήρωσης χαλκού-ψευδαργύρου, θα πρέπει να επιλέγεται το συλλίπασμα fb301 ή fb302, δηλαδή βόρακας ή μείγμα βόρακα και βορικού οξέος. Στη συγκόλληση με φλόγα, το μείγμα μεθυλοβορικού και μυρμηκικού οξέος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως συλλίπασμα συγκόλλησης, στο οποίο οι ατμοί B2O3 παίζουν τον ρόλο της αφαίρεσης της μεμβράνης.
Όταν χρησιμοποιείται μέταλλο συγκόλλησης αργύρου-χαλκού-ψευδαργύρου, μπορούν να επιλεγούν τα συλλίπασμα συγκόλλησης fb102, fb103 και fb104, δηλαδή το μείγμα βόρακα, βορικού οξέος και ορισμένων φθοριδίων. Το υπόλειμμα αυτού του συλλίπασμα είναι διαβρωτικό σε κάποιο βαθμό και πρέπει να απομακρύνεται μετά τη συγκόλληση.
2. Τεχνολογία συγκόλλησης
Η επιφάνεια που πρόκειται να συγκολληθεί πρέπει να καθαρίζεται με μηχανικές ή χημικές μεθόδους για να διασφαλιστεί ότι η μεμβράνη οξειδίου και η οργανική ύλη έχουν αφαιρεθεί πλήρως. Η καθαρισμένη επιφάνεια δεν πρέπει να είναι πολύ τραχιά και δεν πρέπει να προσκολλάται σε μεταλλικά ρινίσματα ή άλλες βρωμιές.
Ο ανθρακούχος χάλυβας και ο χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης μπορούν να συγκολληθούν με διάφορες κοινές μεθόδους συγκόλλησης. Κατά τη συγκόλληση με φλόγα, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ουδέτερη ή ελαφρώς μειωτική φλόγα. Κατά τη λειτουργία, η άμεση θέρμανση του μετάλλου πλήρωσης και της ροής με φλόγα θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Οι μέθοδοι ταχείας θέρμανσης, όπως η επαγωγική συγκόλληση και η συγκόλληση με εμβάπτιση, είναι πολύ κατάλληλες για τη συγκόλληση χάλυβα που έχει υποστεί βαφή και έχει υποστεί επεξεργασία. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να επιλέγεται βαφή ή συγκόλληση σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την επεξεργασία για να αποτρέπεται η μαλάκυνση του βασικού μετάλλου. Κατά τη συγκόλληση χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης υψηλής αντοχής σε προστατευτική ατμόσφαιρα, απαιτείται όχι μόνο υψηλή καθαρότητα αερίου, αλλά και ροή αερίου για να εξασφαλιστεί η διαβροχή και η εξάπλωση του μετάλλου πλήρωσης στην επιφάνεια του βασικού μετάλλου.
Η υπολειμματική ροή μπορεί να απομακρυνθεί με χημικές ή μηχανικές μεθόδους. Τα υπολείμματα της οργανικής ροής συγκόλλησης μπορούν να σκουπιστούν ή να καθαριστούν με βενζίνη, αλκοόλη, ακετόνη και άλλους οργανικούς διαλύτες. Τα υπολείμματα ισχυρής διαβρωτικής ροής, όπως το χλωριούχο ψευδάργυρο και το χλωριούχο αμμώνιο, πρέπει πρώτα να εξουδετερωθούν σε υδατικό διάλυμα NaOH και στη συνέχεια να καθαριστούν με ζεστό και κρύο νερό. Τα υπολείμματα βορικού οξέος και ροής βορικού οξέος είναι δύσκολο να απομακρυνθούν και μπορούν να λυθούν μόνο με μηχανικές μεθόδους ή με μακροχρόνια εμβάπτιση σε ανερχόμενο νερό.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Ιουνίου 2022