大截面不锈钢零件真空钎焊工艺研究

摘要：本文以加工零件为载体，对大截面不锈钢零件真空钎焊中存在的表面质量、钎着率不达标，及液压渗漏的问题进行了工艺验证，从工装改进、钎焊曲线选择、间隙确定、钎料搁置等途径开展工艺研究工作，对解决大截面钎焊引起的钎着率偏低和打压渗漏等技术问题有指导意义。

关键词：大截面；真空钎

一、 零件结构特点及材质

该零件由幅板和幅板内安装边通过电阻点焊定位，采用真空钎焊而成（见图1）；零件钎焊缝的钎着率和打压渗漏，是一个长期困扰工艺的技术难题，一次交检合格率低于60%。

零件材料均为奥氏体不锈钢，牌号为：1Cr18Ni9Ti，幅板板料执行标准GJB2295-1995，幅板内安装边棒料执行标准GJB2294-1995。

二、技术条件及工艺难点

1 钎焊技术条件

1.1 用5～10倍放大镜100%外观检查钎焊缝，按QJ1156A-1996ⅡW级验收，即：

1）气孔直径不大于0.2mm； 2）溶蚀深度不大于0.2mm；

3）钎焊脚正面不允许未钎透； 4）钎焊后表面颜色为银灰色。

1.2 "X"射线检查钎焊缝：按QJ1156A-96ⅡN级验收， 即：钎着率≥85%。

1.3 着色检查钎焊缝：QJ1156A-1996ⅡW级验收。

1.4 液压试验：用压力为0.62 Mpa的煤油进行密封试验，保持5±0.5min，不允许有渗漏现象。

2 钎焊工艺难点

2.1 钎焊面积大，钎着率不易保证：该钎焊零件的钎焊搭接长度（25.25mm）与薄件厚度（1.4mm）之比为18倍；而一般技术条件下，对使用镍基钎料（本零件使用的钎料为BNi74CrSiB/GB/T10859-1989）等强度较高的钎焊接头，钎焊搭接长度与薄件厚度之比一般取2～3倍，最大搭接长度不超过15mm。钎焊搭接长度越长，钎焊面积越大，钎料越难于填满间隙，易形成大量缺陷；

2.2 检验钎焊缝致密性的液压试验难于通过，一次交检合格率较低，为57.5%。

三、工艺研究内容及实施

1 零件钎焊采取的工艺措施

针对该零件真空钎焊存在的问题，经过分析调研，目前该零件使用的真空炉（型号WF6391EQ）可成功的用于钎焊含Cr、Ti、Al等元素的合金钢，如1Cr18Ni9Ti钢；且焊件加热、钎焊、冷却全过程在真空条件下进行，钎焊不需钎剂，避免了在焊接过程中金属的氧化及钎焊接头内夹杂钎剂，降低接头强度；与其他钎焊方法相比，所得到的钎焊接头致密性好，强度高；且该工艺方法在企业已成功运用于相同材料的零件焊接，说明该零件选用真空钎焊的工艺方法是合理的；其零件钎焊质量的提高，关键是结合该零件宽钎焊面积的特点，在零件的钎前准备、钎缝间隙的选择、钎料的搁置、工装的设计等方面进行系统分析，优化工艺，采取的具体措施如下：

1.1 重新设计、制作工装，将软支撑改为硬支撑，改善钎缝成形；

1.2 试验件焊接，无损检测，金相分析，确定最佳钎焊间隙；

1.3 模拟件钎料搁置试验，优选钎料填加方式；

1.4 增加钎焊前对钎缝外圆手工氩弧打底的工艺试验，解决打压渗漏问题。

综合以上提出的工艺措施，结合企业实际情况，制定工艺试验方案如下：

设计工装→工装制作→改善钎缝成形→试验件钎焊→无损检测，金相分析→确定最佳钎焊间隙→

→对产品进行钎缝外观、射线检查、液压试验→试验卡片及工艺评审→完善工艺。

2 钎焊工艺研究的实施

2.1 工装的改善：满足了钎缝圆角要求，避免了零件倾斜造成钎料积瘤等外观质量问题；同时提高了零件的生产效率，由单炉钎焊8～9件，提高到13件/炉，如图2。

2.2 按焊接工艺试验指导书进行焊前模拟试件加工、试件焊接及焊后检验，确定最佳钎焊间隙及合理的钎焊参数：

三、工艺研究结论及后续问题

研究结论：通过试验件、模拟件的焊接分析和钎焊工装的设计制作，确定了最佳钎焊间隙和钎焊外圆氩弧焊打底等工艺优化措施，使零件钎焊一次交检合格率由57.5%提高并稳定在了100%；对解决大截面钎焊引起的钎着率偏低和打压渗漏等技术问题有指导意义。

后续问题：真空钎焊用钎料粘结剂、阻流剂对钎焊炉有较大污染，后续应合理选择，降低设备的维护成本。

参考文献

1. 《焊接数据手册》 机械工业出版社

2. 《焊接工程缺欠分析与对策》 机械工业出版社

作者简介：

罗意（1976-7），男，汉族，四川省遂宁市人，高级工程师，硕士，一直在航天企事单位主要从事与焊接有关的工作。