大截面不銹鋼零件真空釬焊工藝研究

摘要：本文以加工零件為載體，對大截面不銹鋼零件真空釬焊中存在的表面質(zhì)量、釬著率不達標(biāo)，及液壓滲漏的問題進行了工藝驗證，從工裝改進、釬焊曲線選擇、間隙確定、釬料擱置等途徑開展工藝研究工作，對解決大截面釬焊引起的釬著率偏低和打壓滲漏等技術(shù)問題有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：大截面；真空釬

一、 零件結(jié)構(gòu)特點及材質(zhì)

該零件由幅板和幅板內(nèi)安裝邊通過電阻點焊定位，采用真空釬焊而成（見圖1）；零件釬焊縫的釬著率和打壓滲漏，是一個長期困擾工藝的技術(shù)難題，一次交檢合格率低于60%。

零件材料均為奧氏體不銹鋼，牌號為：1Cr18Ni9Ti，幅板板料執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GJB2295-1995，幅板內(nèi)安裝邊棒料執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GJB2294-1995。

二、技術(shù)條件及工藝難點

1 釬焊技術(shù)條件

1.1 用5～10倍放大鏡100%外觀檢查釬焊縫，按QJ1156A-1996ⅡW級驗收，即：

1）氣孔直徑不大于0.2mm； 2）溶蝕深度不大于0.2mm；

3）釬焊腳正面不允許未釬透； 4）釬焊后表面顏色為銀灰色。

1.2 "X"射線檢查釬焊縫：按QJ1156A-96ⅡN級驗收， 即：釬著率≥85%。

1.3 著色檢查釬焊縫：QJ1156A-1996ⅡW級驗收。

1.4 液壓試驗：用壓力為0.62 Mpa的煤油進行密封試驗，保持5±0.5min，不允許有滲漏現(xiàn)象。

2 釬焊工藝難點

2.1 釬焊面積大，釬著率不易保證：該釬焊零件的釬焊搭接長度（25.25mm）與薄件厚度（1.4mm）之比為18倍；而一般技術(shù)條件下，對使用鎳基釬料（本零件使用的釬料為BNi74CrSiB/GB/T10859-1989）等強度較高的釬焊接頭，釬焊搭接長度與薄件厚度之比一般取2～3倍，最大搭接長度不超過15mm。釬焊搭接長度越長，釬焊面積越大，釬料越難于填滿間隙，易形成大量缺陷；

2.2 檢驗釬焊縫致密性的液壓試驗難于通過，一次交檢合格率較低，為57.5%。

三、工藝研究內(nèi)容及實施

1 零件釬焊采取的工藝措施

針對該零件真空釬焊存在的問題，經(jīng)過分析調(diào)研，目前該零件使用的真空爐（型號WF6391EQ）可成功的用于釬焊含Cr、Ti、Al等元素的合金鋼，如1Cr18Ni9Ti鋼；且焊件加熱、釬焊、冷卻全過程在真空條件下進行，釬焊不需釬劑，避免了在焊接過程中金屬的氧化及釬焊接頭內(nèi)夾雜釬劑，降低接頭強度；與其他釬焊方法相比，所得到的釬焊接頭致密性好，強度高；且該工藝方法在企業(yè)已成功運用于相同材料的零件焊接，說明該零件選用真空釬焊的工藝方法是合理的；其零件釬焊質(zhì)量的提高，關(guān)鍵是結(jié)合該零件寬釬焊面積的特點，在零件的釬前準(zhǔn)備、釬縫間隙的選擇、釬料的擱置、工裝的設(shè)計等方面進行系統(tǒng)分析，優(yōu)化工藝，采取的具體措施如下：

1.1 重新設(shè)計、制作工裝，將軟支撐改為硬支撐，改善釬縫成形；

1.2 試驗件焊接，無損檢測，金相分析，確定最佳釬焊間隙；

1.3 模擬件釬料擱置試驗，優(yōu)選釬料填加方式；

1.4 增加釬焊前對釬縫外圓手工氬弧打底的工藝試驗，解決打壓滲漏問題。

綜合以上提出的工藝措施，結(jié)合企業(yè)實際情況，制定工藝試驗方案如下：

設(shè)計工裝→工裝制作→改善釬縫成形→試驗件釬焊→無損檢測，金相分析→確定最佳釬焊間隙→

→對產(chǎn)品進行釬縫外觀、射線檢查、液壓試驗→試驗卡片及工藝評審→完善工藝。

2 釬焊工藝研究的實施

2.1 工裝的改善：滿足了釬縫圓角要求，避免了零件傾斜造成釬料積瘤等外觀質(zhì)量問題；同時提高了零件的生產(chǎn)效率，由單爐釬焊8～9件，提高到13件/爐，如圖2。

2.2 按焊接工藝試驗指導(dǎo)書進行焊前模擬試件加工、試件焊接及焊后檢驗，確定最佳釬焊間隙及合理的釬焊參數(shù)：

三、工藝研究結(jié)論及后續(xù)問題

研究結(jié)論：通過試驗件、模擬件的焊接分析和釬焊工裝的設(shè)計制作，確定了最佳釬焊間隙和釬焊外圓氬弧焊打底等工藝優(yōu)化措施，使零件釬焊一次交檢合格率由57.5%提高并穩(wěn)定在了100%；對解決大截面釬焊引起的釬著率偏低和打壓滲漏等技術(shù)問題有指導(dǎo)意義。

后續(xù)問題：真空釬焊用釬料粘結(jié)劑、阻流劑對釬焊爐有較大污染，后續(xù)應(yīng)合理選擇，降低設(shè)備的維護成本。

參考文獻

1. 《焊接數(shù)據(jù)手冊》 機械工業(yè)出版社

2. 《焊接工程缺欠分析與對策》 機械工業(yè)出版社

作者簡介：

羅意（1976-7），男，漢族，四川省遂寧市人，高級工程師，碩士，一直在航天企事單位主要從事與焊接有關(guān)的工作。