स्टेनलेस स्टीलको ब्रेजिङ

स्टेनलेस स्टीलको ब्रेजिङ

१. ब्रेजबिलिटी

स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङमा प्राथमिक समस्या भनेको सतहमा रहेको अक्साइड फिल्मले सोल्डरको भिजेको र फैलिने प्रक्रियालाई गम्भीर रूपमा असर गर्छ। विभिन्न स्टेनलेस स्टीलहरूमा पर्याप्त मात्रामा Cr हुन्छ, र केहीमा Ni, Ti, Mn, Mo, Nb र अन्य तत्वहरू पनि हुन्छन्, जसले सतहमा विभिन्न प्रकारका अक्साइडहरू वा कम्पोजिट अक्साइडहरू पनि बनाउन सक्छ। ती मध्ये, Cr र Ti को अक्साइड Cr2O3 र TiO2 धेरै स्थिर र हटाउन गाह्रो हुन्छ। हावामा ब्रेजिङ गर्दा, तिनीहरूलाई हटाउन सक्रिय फ्लक्स प्रयोग गर्नुपर्छ; सुरक्षात्मक वातावरणमा ब्रेजिङ गर्दा, अक्साइड फिल्म कम शीत बिन्दु र पर्याप्त उच्च तापक्रम भएको उच्च शुद्धता वातावरणमा मात्र घटाउन सकिन्छ; भ्याकुम ब्रेजिङमा, राम्रो ब्रेजिङ प्रभाव प्राप्त गर्न पर्याप्त भ्याकुम र पर्याप्त तापक्रम हुनु आवश्यक छ।

स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङको अर्को समस्या भनेको तताउने तापक्रमले आधार धातुको संरचनामा गम्भीर प्रभाव पार्छ। अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलको ब्रेजिङ तापक्रम ११५० डिग्री सेल्सियसभन्दा बढी हुनुहुँदैन, अन्यथा दाना गम्भीर रूपमा बढ्नेछ; यदि अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमा स्थिर तत्व Ti वा Nb छैन र उच्च कार्बन सामग्री छ भने, संवेदनशीलता तापक्रम (५०० ~ ८५० डिग्री सेल्सियस) भित्र ब्रेजिङ पनि बेवास्ता गरिनेछ। क्रोमियम कार्बाइडको वर्षाको कारणले जंग प्रतिरोध घट्नबाट रोक्नको लागि। मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलको लागि ब्रेजिङ तापक्रमको चयन बढी कडा छ। एउटा भनेको ब्रेजिङ तापक्रमलाई क्वेन्चिङ तापक्रमसँग मिलाउनु हो, ताकि ब्रेजिङ प्रक्रियालाई तातो उपचार प्रक्रियासँग मिलाउन सकियोस्; अर्को भनेको ब्रेजिङ तापक्रम टेम्परिङ तापक्रमभन्दा कम हुनुपर्छ ताकि ब्रेजिङको समयमा आधार धातुलाई नरम हुनबाट रोकियोस्। स्टेनलेस स्टीलको वर्षा कडा बनाउने ब्रेजिङ तापक्रम चयन सिद्धान्त मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलको जस्तै हो, अर्थात्, उत्तम मेकानिकल गुणहरू प्राप्त गर्न ब्रेजिङ तापक्रम ताप उपचार प्रणालीसँग मेल खानुपर्छ।

माथिका दुई मुख्य समस्याहरूका अतिरिक्त, अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलको ब्रेजिङ गर्दा तनाव क्र्याक हुने प्रवृत्ति हुन्छ, विशेष गरी तामा जस्ता फिलर धातुले ब्रेजिङ गर्दा। तनाव क्र्याकिङबाट बच्नको लागि, ब्रेजिङ गर्नु अघि वर्कपीसलाई तनावमुक्त एनिल गर्नुपर्छ, र ब्रेजिङको समयमा वर्कपीसलाई समान रूपमा तताउनु पर्छ।

२. ब्रेजिङ सामग्री

(१) स्टेनलेस स्टील वेल्डमेन्टको प्रयोग आवश्यकताहरू अनुसार, स्टेनलेस स्टील वेल्डमेन्टको लागि सामान्यतया प्रयोग हुने ब्रेजिङ फिलर धातुहरूमा टिन लिड ब्रेजिङ फिलर धातु, चाँदीमा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातु, तामामा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातु, म्यांगनीजमा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातु, निकलमा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातु र बहुमूल्य धातु ब्रेजिङ फिलर धातु समावेश छन्।

टिन लिड सोल्डर मुख्यतया स्टेनलेस स्टील सोल्डरिङको लागि प्रयोग गरिन्छ, र यो उच्च टिन सामग्रीको लागि उपयुक्त छ। सोल्डरको टिन सामग्री जति उच्च हुन्छ, स्टेनलेस स्टीलमा यसको भिजेको क्षमता त्यति नै राम्रो हुन्छ। धेरै सामान्य टिन लिड सोल्डरहरूसँग ब्रेज गरिएको 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टहरूको कतरनी शक्ति तालिका 3 मा सूचीबद्ध गरिएको छ। जोइन्टहरूको कम बलको कारण, तिनीहरू केवल सानो वहन क्षमता भएका भागहरू ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ।

तालिका ३ टिन लिड सोल्डरले ब्रेज गरिएको 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टको कतरनी शक्ति

स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङको लागि सिल्भरमा आधारित फिलर धातुहरू सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने फिलर धातुहरू हुन्। ती मध्ये, सिल्भर तामा जस्ता र सिल्भर तामा जस्ता क्याडमियम फिलर धातुहरू सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ किनभने ब्रेजिङ तापक्रमले आधार धातुको गुणहरूमा थोरै प्रभाव पार्छ। धेरै सामान्य सिल्भरमा आधारित सोल्डरहरूसँग ब्रेज गरिएका ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टहरूको बल तालिका ४ मा सूचीबद्ध गरिएको छ। सिल्भरमा आधारित सोल्डरहरूसँग ब्रेज गरिएका स्टेनलेस स्टील जोइन्टहरू अत्यधिक संक्षारक मिडियामा विरलै प्रयोग गरिन्छ, र जोइन्टहरूको काम गर्ने तापक्रम सामान्यतया ३०० ℃ भन्दा बढी हुँदैन। निकल बिना स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङ गर्दा, आर्द्र वातावरणमा ब्रेज्ड जोइन्टको क्षरण रोक्नको लागि, अधिक निकल भएको ब्रेजिङ फिलर धातु प्रयोग गरिनेछ, जस्तै b-ag50cuzncdni। मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङ गर्दा, आधार धातुको नरमपन रोक्नको लागि, ६५० ℃ भन्दा बढी नहुने ब्रेजिङ तापक्रम भएको ब्रेजिङ फिलर धातु प्रयोग गरिनेछ, जस्तै b-ag40cuzncd। सुरक्षात्मक वातावरणमा स्टेनलेस स्टील ब्रेज गर्दा, सतहमा रहेको अक्साइड फिल्म हटाउनको लागि, लिथियम युक्त सेल्फ ब्रेजिङ फ्लक्स प्रयोग गर्न सकिन्छ, जस्तै b-ag92culi र b-ag72culi। भ्याकुममा स्टेनलेस स्टील ब्रेज गर्दा, फिलर धातुमा Zn र CD जस्ता तत्वहरू नभएको बेला पनि राम्रो भिजेको क्षमता कायम राख्नको लागि, Mn, Ni र RD जस्ता तत्वहरू भएको सिल्भर फिलर धातु चयन गर्न सकिन्छ।

तालिका ४ मा चाँदीमा आधारित फिलर धातुले ब्रेज गरिएको ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टको शक्ति

विभिन्न स्टील्सको ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिने तामामा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातुहरू मुख्यतया शुद्ध तामा, तामा निकल र तामा म्यांगनीज कोबाल्ट ब्रेजिङ फिलर धातुहरू हुन्। शुद्ध तामा ब्रेजिङ फिलर धातु मुख्यतया ग्यास सुरक्षा वा भ्याकुम अन्तर्गत ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ। स्टेनलेस स्टील जोइन्टको काम गर्ने तापक्रम ४०० ℃ भन्दा बढी हुँदैन, तर जोइन्टमा कमजोर अक्सिडेशन प्रतिरोध हुन्छ। तामा निकल ब्रेजिङ फिलर धातु मुख्यतया ज्वाला ब्रेजिङ र इन्डक्सन ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ। ब्रेज्ड 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टको बल तालिका ५ मा देखाइएको छ। यो देख्न सकिन्छ कि जोइन्टमा आधार धातु जस्तै बल छ, र काम गर्ने तापक्रम उच्च छ। Cu Mn co ब्रेजिङ फिलर धातु मुख्यतया सुरक्षात्मक वातावरणमा मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ। जोइन्टको बल र काम गर्ने तापक्रम सुनमा आधारित फिलर धातुसँग ब्रेज गरिएकोसँग तुलना गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, b-cu58mnco सोल्डरले ब्रेज गरिएको 1Cr13 स्टेनलेस स्टील जोइन्टको प्रदर्शन b-au82ni सोल्डरले ब्रेज गरिएको उही स्टेनलेस स्टील जोइन्टको जस्तै छ (तालिका 6 हेर्नुहोस्), तर उत्पादन लागत धेरै कम हुन्छ।

तालिका ५ मा उच्च तापक्रमको तामाको आधार फिलर धातुले ब्रेज गरिएको 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोइन्टको शियर शक्ति

तालिका ६ १Cr१३ स्टेनलेस स्टील ब्रेज्ड जोइन्टको शियर स्ट्रेन्थ

म्याङ्गनीजमा आधारित ब्रेजिङ फिलर धातुहरू मुख्यतया ग्यास शिल्डेड ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ, र ग्यासको शुद्धता उच्च हुनु आवश्यक छ। आधार धातुको दाना वृद्धिबाट बच्नको लागि, ११५० ℃ भन्दा कम ब्रेजिङ तापक्रम भएको सम्बन्धित ब्रेजिङ फिलर धातु चयन गर्नुपर्छ। तालिका ७ मा देखाइए अनुसार, म्याङ्गनीजमा आधारित सोल्डरले ब्रेज गरिएको स्टेनलेस स्टील जोइन्टहरूको लागि सन्तोषजनक ब्रेजिङ प्रभाव प्राप्त गर्न सकिन्छ। जोइन्टको काम गर्ने तापक्रम ६०० ℃ सम्म पुग्न सक्छ।

तालिका ७ म्याङ्गनीजमा आधारित फिलर धातुले ब्रेज गरिएको lcr18ni9fi स्टेनलेस स्टील जोइन्टको शियर शक्ति

जब स्टेनलेस स्टीललाई निकल बेस फिलर धातुले ब्रेज गरिन्छ, जोइन्टमा राम्रो उच्च तापक्रम प्रदर्शन हुन्छ। यो फिलर धातु सामान्यतया ग्यास शिल्डेड ब्रेजिङ वा भ्याकुम ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ। जोइन्ट गठनको क्रममा ब्रेज्ड जोइन्टमा थप भंगुर यौगिकहरू उत्पादन हुने समस्यालाई पार गर्न, जसले जोइन्टको बल र प्लास्टिसिटीलाई गम्भीर रूपमा कम गर्छ, सोल्डरमा सजिलैसँग भंगुर चरण बनाउन सकिने तत्वहरू आधार धातुमा पूर्ण रूपमा फैलिएको सुनिश्चित गर्न जोइन्टको खाडललाई कम गर्नुपर्छ। ब्रेजिङ तापक्रममा लामो समयसम्म होल्डिङ समयको कारणले आधार धातुको दानाको वृद्धि हुनबाट रोक्नको लागि, वेल्डिङ पछि कम तापक्रममा (ब्रेजिङ तापक्रमको तुलनामा) छोटो-समय होल्डिङ र प्रसार उपचारको प्रक्रिया उपायहरू लिन सकिन्छ।

स्टेनलेस स्टीलको ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिने नोबल मेटल ब्रेजिङ फिलर धातुहरूमा मुख्यतया सुनमा आधारित फिलर धातुहरू र प्यालेडियम भएको फिलर धातुहरू समावेश हुन्छन्, जसमध्ये सबैभन्दा सामान्य b-au82ni, b-ag54cupd र b-au82ni हुन्, जसमा राम्रो भिजेको क्षमता हुन्छ। ब्रेज्ड स्टेनलेस स्टील जोइन्टमा उच्च उच्च तापक्रम शक्ति र अक्सिडेशन प्रतिरोध हुन्छ, र अधिकतम काम गर्ने तापक्रम 800 ℃ पुग्न सक्छ। B-ag54cupd मा b-au82ni जस्तै विशेषताहरू छन् र यसको मूल्य कम छ, त्यसैले यसले b-au82ni लाई प्रतिस्थापन गर्ने प्रवृत्ति राख्छ।

(२) फ्लक्स र फर्नेस वायुमण्डलमा स्टेनलेस स्टीलको सतहमा Cr2O3 र TiO2 जस्ता अक्साइडहरू हुन्छन्, जुन बलियो गतिविधि भएको फ्लक्स प्रयोग गरेर मात्र हटाउन सकिन्छ। स्टेनलेस स्टीललाई टिन लिड सोल्डरले ब्रेज गर्दा, उपयुक्त फ्लक्स फस्फोरिक एसिड जलीय घोल वा जिंक अक्साइड हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल हुन्छ। फस्फोरिक एसिड जलीय घोलको गतिविधि समय छोटो हुन्छ, त्यसैले द्रुत तताउने ब्रेजिङ विधि अपनाउनु पर्छ। चाँदीमा आधारित फिलर धातुहरूसँग स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङको लागि Fb102, fb103 वा fb104 फ्लक्सहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। तामामा आधारित फिलर धातुसँग स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङ गर्दा, उच्च ब्रेजिङ तापक्रमको कारणले fb105 फ्लक्स प्रयोग गरिन्छ।

भट्टीमा स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङ गर्दा, भ्याकुम वायुमण्डल वा हाइड्रोजन, आर्गन र विघटन अमोनिया जस्ता सुरक्षात्मक वातावरण प्रायः प्रयोग गरिन्छ। भ्याकुम ब्रेजिङ गर्दा, भ्याकुम चाप १०-२Pa भन्दा कम हुनुपर्छ। सुरक्षात्मक वातावरणमा ब्रेजिङ गर्दा, ग्यासको ओस बिन्दु -४० ℃ भन्दा बढी हुनु हुँदैन यदि ग्यास शुद्धता पर्याप्त छैन वा ब्रेजिङ तापक्रम उच्च छैन भने, बोरोन ट्राइफ्लोराइड जस्ता ग्यास ब्रेजिङ फ्लक्सको सानो मात्रा वायुमण्डलमा थप्न सकिन्छ।

२. ब्रेजिङ प्रविधि

स्टेनलेस स्टीललाई ब्रेजिङ गर्नुअघि अझ कडाइका साथ सफा गर्नुपर्छ ताकि कुनै पनि ग्रीस र तेलको फिल्म हटाइयोस्। सफा गरेपछि तुरुन्तै ब्रेजिङ गर्नु राम्रो हुन्छ।

स्टेनलेस स्टील ब्रेजिङले ज्वाला, प्रेरण र भट्टी मध्यम ताप विधिहरू अपनाउन सक्छ। भट्टीमा ब्रेजिङको लागि भट्टीमा राम्रो तापक्रम नियन्त्रण प्रणाली हुनुपर्छ (ब्रेजिङको तापक्रमको विचलन ± 6 ℃ हुनु आवश्यक छ) र यसलाई छिटो चिसो पार्न सकिन्छ। जब हाइड्रोजनलाई ब्रेजिङको लागि ढाल ग्यासको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, हाइड्रोजनको आवश्यकताहरू ब्रेजिङको तापक्रम र आधार धातुको संरचनामा निर्भर गर्दछ, अर्थात्, ब्रेजिङको तापक्रम जति कम हुन्छ, आधार धातुमा स्टेबलाइजर त्यति नै बढी हुन्छ, र हाइड्रोजनको शीत बिन्दु त्यति नै कम आवश्यक हुन्छ। उदाहरणका लागि, 1Cr13 र cr17ni2t जस्ता मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलहरूको लागि, 1000 ℃ मा ब्रेजिङ गर्दा, हाइड्रोजनको शीत बिन्दु -40 ℃ भन्दा कम हुनु आवश्यक छ; स्टेबलाइजर बिनाको 18-8 क्रोमियम निकल स्टेनलेस स्टीलको लागि, 1150 ℃ मा ब्रेजिङ गर्दा हाइड्रोजनको शीत बिन्दु 25 ℃ भन्दा कम हुनेछ; यद्यपि, टाइटेनियम स्टेबिलाइजर भएको 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टीलको लागि, ११५० ℃ मा ब्रेज गर्दा हाइड्रोजन ड्यू पोइन्ट -४० ℃ भन्दा कम हुनुपर्छ। आर्गन सुरक्षाको साथ ब्रेज गर्दा, आर्गनको शुद्धता बढी हुनु आवश्यक छ। यदि स्टेनलेस स्टीलको सतहमा तामा वा निकेल प्लेट गरिएको छ भने, शिल्डिंग ग्यासको शुद्धताको आवश्यकता घटाउन सकिन्छ। स्टेनलेस स्टीलको सतहमा अक्साइड फिल्म हटाउने सुनिश्चित गर्न, BF3 ग्यास फ्लक्स पनि थप्न सकिन्छ, र लिथियम वा बोरोन युक्त सेल्फ फ्लक्स सोल्डर पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। स्टेनलेस स्टीललाई भ्याकुम ब्रेज गर्दा, भ्याकुम डिग्रीको आवश्यकताहरू ब्रेजिङ तापक्रममा निर्भर गर्दछ। ब्रेजिङ तापक्रम बढ्दै जाँदा, आवश्यक भ्याकुम घटाउन सकिन्छ।

ब्रेजिङ पछि स्टेनलेस स्टीलको मुख्य प्रक्रिया अवशिष्ट फ्लक्स र अवशिष्ट प्रवाह अवरोधक सफा गर्नु हो, र आवश्यक भएमा पोस्ट ब्रेजिङ ताप उपचार गर्नु हो। प्रयोग गरिएको फ्लक्स र ब्रेजिङ विधिमा निर्भर गर्दै, अवशिष्ट फ्लक्सलाई पानीले धुन सकिन्छ, मेकानिकल रूपमा सफा गर्न सकिन्छ वा रासायनिक रूपमा सफा गर्न सकिन्छ। यदि जोइन्ट नजिकैको तताइएको क्षेत्रमा अवशिष्ट फ्लक्स वा अक्साइड फिल्म सफा गर्न घर्षण प्रयोग गरिन्छ भने, बालुवा वा अन्य गैर-धातु सूक्ष्म कणहरू प्रयोग गरिनेछ। मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील र वर्षा कडा पार्ने स्टेनलेस स्टीलबाट बनेका भागहरूलाई ब्रेजिङ पछि सामग्रीको विशेष आवश्यकताहरू अनुसार ताप उपचार आवश्यक पर्दछ। Ni Cr B र Ni Cr Si फिलर धातुहरूसँग ब्रेज गरिएका स्टेनलेस स्टील जोइन्टहरूलाई प्रायः ब्रेजिङ पछि प्रसार ताप उपचारको साथ उपचार गरिन्छ ताकि ब्रेजिङ ग्यापको आवश्यकताहरू कम गर्न र जोइन्टहरूको माइक्रोस्ट्रक्चर र गुणहरू सुधार गर्न सकियोस्।