燃氣熱水器中不銹鋼釬焊工藝分析

王 標，劉國虎

(蕪湖美的廚衛(wèi)電器制造有限公司，安徽 蕪湖 241060)

1 項目背景

如今，不銹鋼材料相對于無氧銅而言，因其綠色環(huán)保、壽命長、耐腐蝕、成本低等優(yōu)勢[1-2]，逐漸被廣泛地應(yīng)用到家電熱水器行業(yè)，但是因為不銹鋼材料本身的屬性限制，對焊接的要求較高，因此國內(nèi)同行業(yè)對于不銹鋼釬焊的技術(shù)一直處于不斷探索中[3-6]。

根據(jù)市場的需求，某公司進行了詳細的調(diào)研，不銹鋼類的產(chǎn)品釬焊是未來的發(fā)展趨勢，經(jīng)過相關(guān)部門的共同評估，最終決策在該公司內(nèi)投入一條不銹鋼類產(chǎn)品的釬焊生產(chǎn)線，并引入專業(yè)技術(shù)人才，共同推進項目的完成。

本論文主要針對燃氣熱水器中不銹鋼管釬焊工藝進行具體介紹和分析，為同行業(yè)提供理論技術(shù)參考。

2 不銹鋼釬焊的原理和特點

1)釬焊原理

釬焊的原理是使用適合母材的釬料，在高溫狀態(tài)下，釬料達到熔點后，靠自身的毛細作用，填充母材焊縫，經(jīng)過劇冷劇熱的環(huán)境溫度，最后進行凝固的過程。釬焊的過程是釬料熔化，而母材不熔化，焊縫的范圍在0～0.05 mm是最佳的焊接要求，釬料的潤濕性會影響到焊接的合格率和焊接質(zhì)量。

2)釬焊特點

不銹鋼材料的焊接有很多種，一般包括電阻焊、氬弧焊、二氧化碳保護焊、激光焊、電子束焊等，與其他焊接方式相比，不銹鋼釬焊的特點有以下三點：

(1)可以同時焊接多條焊縫，生產(chǎn)效率高；

(2)對零件的母材厚度沒有嚴格的要求；

(3)由于是母材不熔化，釬焊后產(chǎn)品的強度低，且釬料的價格高；

釬焊主要影響因素有以下三點：

(1)零件表面的光潔度；

(2)零件裝配的配合尺寸；

(3)釬焊溫度，就是釬料熔化的狀態(tài)。

3 不銹鋼釬焊工藝流程

針對目前工廠內(nèi)不銹鋼釬焊生產(chǎn)過程的工藝難點和痛點進行分析，可以提供有力的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1)釬焊準備

在零件裝配開始前，要求使用特定的超聲波設(shè)備對零件加工的表面油污及臟污進行清洗，并且需要加入指定清洗不銹鋼零件的藥劑，經(jīng)過幾道工序后進行烘干處理，確保裝配前不銹鋼零件的表面光潔度，這是實現(xiàn)不銹鋼釬焊的前提條件。

完成零件的清洗后開始裝配，按照圖紙的尺寸要求，通過使用特定的夾具和非標設(shè)備進行定位，使多個零件組裝在一起，然后進行釬料的填充，釬料的填充必須均勻，經(jīng)過反復(fù)的驗證，目前最適合不銹鋼釬焊使用的釬料為鎳基釬料，確保釬料全部涂覆到焊縫的位置，如圖1所示，焊縫間隙要控制在0～0.05 mm，整個裝配過程需要佩戴無塵防護手套進行操作，確保焊縫處的清潔度。

2)開始釬焊

在產(chǎn)品完成裝配后，使用定制的氣氛保護爐或真空釬焊爐，待爐膛溫度升到設(shè)定焊接溫度后，將產(chǎn)品放入到爐膛內(nèi)，使釬料熔化，最后經(jīng)過冷卻段凝固住焊縫，完成不銹鋼產(chǎn)品的釬焊。

4 釬焊后檢驗及缺陷對比分析

1)焊后檢驗

焊接完成后，檢驗分為兩部分：氣密檢測和耐壓檢測，使用CCD成像技術(shù)對焊接的產(chǎn)品進行氣密性檢測，壓縮空氣壓力大小值為1.5 MPa。

然后進行耐壓測試，測試結(jié)果為

PA5.7=1.12×1.33=1.49 MPa

PWCP=0.93×1.50=1.40 MPa

經(jīng)過10 min的保壓時間后，若焊縫處無泄漏，則說明焊接合格。

2)缺陷分析及修復(fù)

對不同焊接參數(shù)條件下釬焊完成的產(chǎn)品進行對比分析，使用線切割設(shè)備對焊縫進行切割解剖，并在高倍顯微鏡下觀看釬料的填充狀態(tài)，如圖2所示，圖2(a)為合格狀態(tài)(釬料填滿焊縫)，圖2(b)為滲漏不合格狀態(tài)。經(jīng)過對比分析，不合格的原因是釬料未能填滿焊縫，釬料的流淌性未達到最佳的熔融狀態(tài)，需要重新調(diào)整焊接參數(shù)，再進行解剖分析，釬料填充如圖2(a)所示，則為最佳的合格狀態(tài)。

5 結(jié) 語

不銹鋼釬焊是行業(yè)內(nèi)難度較高的焊接種類，本論文通過對不銹鋼管和板材釬焊的生產(chǎn)工藝流程進行介紹，了解生產(chǎn)過程中需要重點管控的關(guān)鍵點，有利于為同類工程中攻克不銹鋼類產(chǎn)品釬焊作業(yè)提供技術(shù)參考。