การประสานเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ

1. วัสดุประสาน

 (1)การประสานของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำรวมถึงการบัดกรีแข็งแบบอ่อนและการประสานแบบแข็งบัดกรีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบัดกรีอ่อนคือบัดกรีตะกั่วดีบุกความสามารถในการเปียกของตัวประสานกับเหล็กนี้จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณดีบุกที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นควรใช้ตัวประสานที่มีปริมาณดีบุกสูงในการปิดผนึกรอยต่อชั้นสารประกอบระหว่างโลหะ Fesn2 อาจเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างดีบุกและเหล็กในการบัดกรีตะกั่วดีบุกเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของสารประกอบในชั้นนี้ ควรควบคุมอุณหภูมิในการประสานและระยะเวลาในการประสานอย่างเหมาะสมแรงเฉือนของข้อต่อเหล็กกล้าคาร์บอนที่ประสานด้วยตะกั่วบัดกรีทั่วไปหลายตัวแสดงไว้ในตารางที่ 1 ในหมู่พวกเขา ความแข็งแรงของข้อต่อที่เชื่อมประสานด้วย 50% w (SN) นั้นสูงที่สุด และความแข็งแรงของรอยต่อที่เชื่อมด้วยการบัดกรีแบบไม่มีพลวงจะสูงกว่า ที่มีพลวง

ตารางที่ 1 แรงเฉือนของข้อต่อเหล็กกล้าคาร์บอนประสานด้วยตะกั่วบัดกรีดีบุก

เมื่อทำการประสานเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าที่มีโลหะผสมต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้ทองแดงบริสุทธิ์ ทองแดงสังกะสี และเงินทองแดงสังกะสีประสานโลหะฟิลเลอร์ทองแดงบริสุทธิ์มีจุดหลอมเหลวสูงและง่ายต่อการออกซิไดซ์ของโลหะพื้นฐานในระหว่างการประสานส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการบัดกรีแข็งแบบป้องกันแก๊สและการประสานสุญญากาศอย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าช่องว่างระหว่างข้อต่อประสานควรน้อยกว่า 0.05 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่ไม่สามารถเติมช่องว่างร่วมเนื่องจากการไหลที่ดีของทองแดงเหล็กกล้าคาร์บอนและข้อต่อเหล็กกล้าผสมต่ำที่ประสานด้วยทองแดงบริสุทธิ์มีความแข็งแรงสูงโดยทั่วไป แรงเฉือนคือ 150 ~ 215mpa ในขณะที่ความต้านทานแรงดึงมีการกระจายระหว่าง 170 ~ 340mpa

เมื่อเทียบกับทองแดงบริสุทธิ์ จุดหลอมเหลวของทองแดงประสานสังกะสีจะลดลงเนื่องจากการเติม Znเพื่อป้องกันการระเหยของสังกะสีในระหว่างการประสาน ในแง่หนึ่ง สามารถเพิ่ม Si จำนวนเล็กน้อยลงในบัดกรีสังกะสีทองแดงในทางกลับกัน ต้องใช้วิธีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว เช่น การประสานด้วยเปลวไฟ การประสานแบบเหนี่ยวนำ และการประสานแบบจุ่มข้อต่อของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมต่ำที่ประสานด้วยทองแดงสังกะสีฟิลเลอร์มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ดีตัวอย่างเช่น ความต้านทานแรงดึงและแรงเฉือนของข้อต่อเหล็กกล้าคาร์บอนที่บัดกรีด้วยบัดกรี b-cu62zn ถึง 420MPa และ 290mpaจุดหลอมเหลวของบัดกรีสถานีทองแดงเงินนั้นต่ำกว่าจุดบัดกรีทองแดงสังกะสีซึ่งสะดวกสำหรับการเชื่อมด้วยเข็มโลหะฟิลเลอร์นี้เหมาะสำหรับการประสานด้วยเปลวไฟ การประสานแบบเหนี่ยวนำและการประสานในเตาหลอมของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าที่มีโลหะผสมต่ำ แต่ควรลดปริมาณ Zn ให้มากที่สุดในระหว่างการประสานเตาหลอม และควรเพิ่มอัตราการให้ความร้อนการประสานเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำกับโลหะเงินทองแดงสังกะสีฟิลเลอร์สามารถได้ข้อต่อที่มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ดีข้อมูลเฉพาะแสดงอยู่ในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ความแข็งแรงของข้อต่อเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ประสานด้วยสังกะสีทองแดงเงิน

(2) ฟลักซ์: ฟลักซ์หรือก๊าซป้องกันจะต้องใช้สำหรับการประสานเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำฟลักซ์มักจะถูกกำหนดโดยโลหะฟิลเลอร์ที่เลือกและวิธีการประสานเมื่อใช้บัดกรีตะกั่วดีบุก ของเหลวผสมของซิงค์คลอไรด์และแอมโมเนียมคลอไรด์สามารถใช้เป็นฟลักซ์หรือฟลักซ์พิเศษอื่นๆสารตกค้างของฟลักซ์นี้โดยทั่วไปจะมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และควรทำความสะอาดข้อต่ออย่างเคร่งครัดหลังจากการประสาน

เมื่อประสานกับโลหะทองแดงสังกะสีฟิลเลอร์ ต้องเลือกฟลักซ์ fb301 หรือ fb302 นั่นคือบอแรกซ์หรือส่วนผสมของบอแรกซ์และกรดบอริกในการประสานด้วยเปลวไฟ ส่วนผสมของเมทิลบอเรตและกรดฟอร์มิกยังสามารถใช้เป็นฟลักซ์การประสาน ซึ่งไอ B2O3 มีบทบาทในการกำจัดฟิล์ม

เมื่อใช้ฟิลเลอร์ประสานโลหะเงินทองแดงสังกะสี สามารถเลือกฟลักซ์ประสาน fb102, fb103 และ fb104 นั่นคือส่วนผสมของบอแรกซ์ กรดบอริกและฟลูออไรด์บางชนิดสารตกค้างของฟลักซ์นี้มีการกัดกร่อนในระดับหนึ่ง และควรกำจัดออกหลังจากการประสาน

2. เทคโนโลยีประสาน

พื้นผิวที่จะเชื่อมต้องทำความสะอาดด้วยวิธีทางกลหรือทางเคมีเพื่อให้แน่ใจว่าฟิล์มออกไซด์และสารอินทรีย์ถูกขจัดออกอย่างสมบูรณ์พื้นผิวที่ทำความสะอาดจะต้องไม่หยาบเกินไปและไม่ยึดติดกับเศษโลหะหรือสิ่งสกปรกอื่น ๆ

เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำสามารถเชื่อมประสานด้วยวิธีต่างๆ ได้ในระหว่างการประสานด้วยเปลวไฟ ควรใช้เปลวไฟที่เป็นกลางหรือลดระดับลงเล็กน้อยระหว่างการใช้งาน ควรหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนโดยตรงของโลหะเติมและฟลักซ์ด้วยเปลวไฟให้มากที่สุดวิธีการให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว เช่น การประสานแบบเหนี่ยวนำและการประสานแบบจุ่ม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบัดกรีแข็งของเหล็กกล้าดับและอบร้อนในเวลาเดียวกัน ควรเลือกการชุบหรือประสานที่อุณหภูมิต่ำกว่าการอบชุบเพื่อป้องกันการอ่อนตัวของโลหะพื้นฐานเมื่อทำการประสานเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่มีโลหะผสมต่ำในบรรยากาศป้องกัน ไม่เพียงแต่ต้องมีความบริสุทธิ์สูงของก๊าซเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ฟลักซ์ของก๊าซเพื่อให้แน่ใจว่าการเปียกและการแพร่กระจายของโลหะเติมบนพื้นผิวของโลหะฐาน

ฟลักซ์ที่เหลือสามารถขจัดออกได้โดยวิธีทางเคมีหรือทางกลสารตกค้างของฟลักซ์ประสานอินทรีย์สามารถเช็ดหรือทำความสะอาดด้วยน้ำมันเบนซิน แอลกอฮอล์ อะซิโตน และตัวทำละลายอินทรีย์อื่นๆสารตกค้างของฟลักซ์ที่กัดกร่อนอย่างแรง เช่น ซิงค์ คลอไรด์และแอมโมเนียมคลอไรด์ จะต้องถูกทำให้เป็นกลางในสารละลายที่เป็นน้ำ NaOH ก่อน แล้วจึงทำความสะอาดด้วยน้ำร้อนและน้ำเย็นสารตกค้างของกรดบอริกและกรดบอริกนั้นกำจัดได้ยาก และสามารถแก้ไขได้โดยวิธีการทางกลหรือการแช่ในน้ำที่เพิ่มขึ้นเป็นเวลานานเท่านั้น