焊接工艺分类ISO4063GBT5185

这是一篇关于焊接工艺分类ISO4063GBT5185的思维导图，主要内容包括：9-钎焊，压焊，熔焊。焊接部分首先提到了熔化极非惰性气体保护电弧焊（MAG），使用了如Ar+CO2和Ar+CO2+O2这样的混合气体作为保护气体。在高能束焊方面，脑图提到了电子束焊、激光焊等现代技术。而电渣焊作为一种特殊的焊接方式也被提及。压焊部分，强调了其作为固相焊接的特点，即在需要加热时，温度通常低于母材的熔点。此外，压焊还包括了多种子类型，如点焊、缝焊、电阻焊、凸焊、闪光焊和对焊等。

焊接工艺分类 ISO4063/GB/T5185

• 熔焊
  • >>从冶金角度分析，熔化焊属于液相焊接； >>常用的填充材料为：焊条或焊丝；
  • 1-电弧焊
    • 11-无气体保护焊
      • 111-焊条电弧焊
    • 12-埋弧焊
      • 125-药芯焊丝埋弧焊
    • 13-熔化极气体保护焊
      • 131-熔化极惰性气体保护焊MIG
        • 实际中一般不推荐使用纯氩，因为采用纯氩容易产生指状熔深
        • 通常采用Ar和He的混合气
      • 135-熔化极非惰性气体保护电弧焊MAG
        • Ar+O2
        • Ar+CO2
        • Ar+CO2+O2
      • 焊接参数
        • 焊接电流
    • 14-非熔化极气体保护焊
      • 141-钨极氩弧焊TIG
    • 15-等离子弧焊
      • 151-等离子MIG焊
      • 152-等离子粉末堆焊
  • 3-气焊
    • 311-氧乙炔焊
    • 312-氧丙烷焊
    • 313-氧氢焊
  • 5-高能束焊
    • 51-电子束焊
    • 52-激光焊
  • 72-电渣焊
• 压焊
  • >>压焊属于固相焊接，如果需要加热，温度一般低于母材的熔点，一般不使用填充材料
  • 2-电阻焊
    • 21-点焊
    • 22-缝焊
    • 23-凸焊
    • 24-闪光焊
    • 25-对焊
  • 4-压力焊
    • 41-超声波焊
    • 42-摩擦焊
    • 441-爆炸焊
    • 45-扩散焊
    • 48-冷压焊
• 9-钎焊
  • 91-硬钎焊
    • 911-红外线硬钎焊
    • 912-火焰硬钎焊
    • 913-炉中硬钎焊
    • 914-浸渍硬钎焊
    • 915-盐浴硬钎焊
    • 916-感应硬钎焊
    • 918-电阻硬钎焊
    • 919-扩散硬钎焊
    • 924-真空硬钎焊
  • 93-其他硬钎焊
  • 94-软钎焊
    • 941-红外线软钎焊
    • 942-火焰软钎焊
    • 943-炉中软钎焊
    • 944-浸渍软钎焊
    • 945-盐浴软钎焊
    • 946-感应软钎焊
    • 947-超声波软钎焊
    • 948-电阻软钎焊
    • 949-扩散软钎焊
    • 952-烙铁软钎焊
    • 954-真空软钎焊

钎焊工艺

• 1. 钎焊基本介绍
  • 1.1. 钎焊分类
    • 1.1.1. 软钎焊
      • 1.1.1.1. 钎料液相线温度低于450℃
    • 1.1.2. 硬钎焊
      • 1.1.2.1. 钎料液相线温度高于450℃
    • 1.1.3. 高温钎焊
      • 1.1.3.1. 某些国家将钎焊温度超过900℃而又不使用钎剂的钎焊方法称为高温钎焊
        • 真空钎焊
        • 气体保护钎焊
  • 1.2. 钎焊的工艺过程
    • 1.2.1. 钎剂熔化与填缝过程：预置的钎剂在加热熔化后流入母材间隙，并与母材表面氧化物发生物理化学反应，从而去除氧化膜，清洁母材表面，为钎料填缝创造条件；
    • 1.2.2. 钎料的熔化及填缝过程：随着加热温度继续升高，钎料开始熔化并润湿、铺展，同时排除钎剂残渣；
    • 1.2.3. 钎料同母材相互作用过程，在熔化的钎料作用下，小部分母材金属原子溶解于钎料，同时钎料原子扩散进入母材当中，在固液界面还会发生一些复杂的化学反应。当钎料填满间隙、保温一段时间后，开始冷却凝固形成钎焊接头。
  • 1.3. 钎料与钎剂
    • 1.3.1. 钎剂
      • 1.3.1.1. 钎剂又称钎焊溶剂或者溶剂
      • 1.3.1.2. 主要作用
        • 去膜作用
        • 保护作用
        • 活性作用
    • 1.3.2. 钎料
      • 1.3.2.1. 软钎料
        • 锡基钎料
          • 工作温度不超过100℃
        • 铅基钎料
          • 使用温度在150℃以下
        • 镉基钎料
          • 耐热性最好，工作温度可达250℃
        • 锌基钎料
          • 纯锌的熔点为419℃
          • 在锌中加入少量的Ag，Al，Cu等元素可以提高钎缝结合强度、耐蚀性能和工作温度
      • 1.3.2.2. 硬钎料
        • 铝基钎料
          • 铝基钎料一般主要用于钎焊铝
          • 采用真空钎焊工艺钎焊铝及铝合金 部件，质量可靠，尺寸精度高，产品 免清洗，使用性能稳定。
        • 银基钎料
        • 镍基钎料
        • 锰基钎料
        • 铜和黄铜基钎料
        • 铜磷钎料
        • 耐热钎料
        • 贵金属钎料
• 2. 钎焊设计与生产过程
• 3. 钎焊方法和设备
• 4. 常用材料的钎焊工艺
  • 4.1. 铝及铝合金钎焊
    • I. Tips
      • I.1. 铝和铝合金的钎焊性较差
        • I.1.1. 主要原因是表面氧化膜很难去除，操作难度大；
        • I.1.2. 接头处的耐腐蚀性易受到钎焊材料的影响；
      • I.2. 在钎焊过程中，如果钎焊温度过高会导致工件退火。
        • I.2.1. 热处理强化铝合金能够在空气，水喷淋、浸入冷水或热水中淬火、，其中空气中淬火是最慢的。
      • I.3. 钎焊铝合金的腐蚀主要取决于
        • I.3.1. 清除腐蚀剂
          • 如钎剂
        • I.3.2. 金属微观结构的变化
        • 如果钎焊后没有完全清除所有的残余钎剂，钎剂与潮湿气体结合后将引起母材腐蚀。钎焊时间过长，由于晶粒结构变化，将损害耐腐蚀性。
    • II. 钎料/Filler Metal
      • II.1. 钎焊铝的钎料主要是以铝合金为基本成分，一般可以为颗粒膏状、丝状
      • II.2. 硬钎料
        • II.2.1.
      • II.3. 软钎料
        • II.3.1.
    • III. 钎剂/Flux
      • III.1. 由于铝表面的氧化膜致密、稳定，除了在惰性气体或真空条件下钎焊铝不需要使用钎剂以外，其他钎焊方法都必须使用钎剂。
      • III.2. 钎焊时，焊前应将工件钎焊部分洗刷干净，工件还应预热。
      • III.3. 钎剂不宜过多，一般薄薄一层即可，焊缝宜一次钎焊完。
      • III.4. 钎焊后接头必须用热水反复冲洗或煮沸->50-80℃的质量分数为2%的铬酐溶液中保持15min->冷水清洗@避免发生腐蚀。
    • IV. 钎焊工艺
      • IV.1. 火焰钎焊
      • IV.2. 炉中钎焊
        • IV.2.1. 钎焊过程，必须保证炉膛温度均匀，钎焊工件的温度差不能超过±5℃
      • IV.3. 空气炉中钎焊
      • IV.4. 惰性气体钎焊
        • IV.4.1. 在使用惰性气体冲洗系统之前，必须采用加热和抽空结合的方法将水分从工件表面清除。
      • IV.5. 真空钎焊
        • IV.5.1. 此时不需要钎剂
        • IV.5.2. 达到10e(-5)~10e(-6)真空度的炉子常常与镁联合在一起使用。
  • 4.2. 铜及铜合金钎焊
    • 4.2.1. Tips
      • 4.2.1.1. 铜和铜合金具有较高的热膨胀系数
      • 4.2.1.2. 当钎焊铜和铜合金时，如果没有采取适当的保护措施，裂纹、变形和软化等都会发生
    • 4.2.2. 钎料
      • 4.2.2.1. 银基钎料
        • 520-870℃
      • 4.2.2.2. 铜磷钎料
        • 704-816℃
    • 4.2.3. 钎剂
      • 4.2.3.1. 除铝青铜外，钎焊所有的铜基合金均使用BCuP和BA钎料，配套使用AWS钎剂类型为：FB3-A,FB3-C,FB3-E
      • 4.2.3.2. 铝青铜容易形成难溶氧化物，可以采用更加活泼的FB4-A钎剂
    • 4.2.4. 钎焊气氛
      • 4.2.4.1. 燃烧的燃气在钎焊大多数铜基合金时是经济适用的保护气氛
      • 4.2.4.2. 惰性气体@氩气和氮气可以用于所有的铜基金属
    • 4.2.5. 钎焊接头设计
      • 4.2.5.1. 铜基金属的钎焊温度足以对他们进行退火，所以接头强度是以退火状态为基础设计的
  • 4.3. 碳钢/合金钢的钎焊
    • 4.3.1. 钎料
      • 4.3.1.1. 软钎焊
        • 锡铅钎料
      • 4.3.1.2. 硬钎焊
        • 纯铜
          • 纯铜熔点高@1084℃，钎焊时易使母材熔化，主要用于气体保护钎焊和真空钎焊
          • 钎焊接头间隙宜＜0.05mm，以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填满的问题
          • 具有较高的强度
            • 抗剪强度150-215MPa
            • 抗拉强度170-340MPa
        • 铜锌
          • 一般主要用于火焰钎焊、感应钎焊、浸沾钎焊
        • 银铜锌
          • 具有比纯铜还要高的抗拉和抗剪强度
    • 4.3.2. 钎剂
      • 4.3.2.1. 焊接碳钢和低合金钢都需要使用钎剂和保护气体
      • 4.3.2.2. 由于钎剂具有腐蚀性，所以在钎焊完成之后一定要将钎剂残渣清除干净
      • 4.3.2.3. 钎剂的去除
        • 一般采用化学或机械的方法去除
          • 采用机械方法去除时，清理后的表面不宜过于粗糙，不得黏附金属屑或其他污染物
        • 有机钎剂的残渣可以用汽油、酒精、丙酮等有机溶剂清洗
        • 氯化锌和氯化铵等强腐蚀性钎剂的残渣，应先在NaOH水溶液中中和，然后再用热水和冷水清洗
        • 硼酸和硼酸盐钎剂的残渣不易清除，只能用机械方法或在沸水中长时间浸煮解决
  • 4.4. 铸铁的钎焊
  • 4.5. 不锈钢的钎焊
    • 4.5.1. 钎料
      • 4.5.1.1. 银基钎料最常用->银铜锌，银铜锌镉
    • 4.5.2. 钎剂
    • 4.5.3. 钎焊工艺
      • 4.5.3.1. 不锈钢在钎焊前必须进行更为严格的清理，以去除任何油脂和油膜，清理后最好立即进行钎焊。
      • 4.5.3.2. 炉中钎焊用的钎焊炉必须有良好的温度控制系统->钎焊温度偏差要求±6℃，并能快速冷却
      • 4.5.3.3. 不锈钢钎焊后的主要工序是清理残余钎剂和残余阻流剂，必要时进行钎焊后的热处理。
      • 4.5.3.4. 残余焊剂的去除方法有：用水冲洗，机械清理或化学清理。
  • 4.6. 高温合金的钎焊
• 5. 钎焊质量控制

Furnace Brazing Process

• 1. Basic introduction
  • Key Focus
    • Joint design
    • Material to be joined
    • Filler metal/钎料
    • Flux/钎剂
    • Heating methods
    • Joint preparation
• 2. Brazing Process
  • Process control parameter
    • Cleaned parts and brazing filler metal are assembled
    • Heating rate
    • Brazing temperature
    • Brazing Time
    • Cooling Rate
    • Carried out in a controlled atmosphere
      • Inert
      • Vacuum
  • Appraisal element
    • Filler metal flow
      • High surface tension of liquid filler metal
      • Low contact angle
      • Low viscosity
    • Base metal characteristics
    • Filler metal characteristics
    • Surface preparation
    • Joint design and clearance
    • Temperature and time
    • Rate and source of heating
    • Protection by an atmosphere of flux
• 3. Furnace & Control Instrumentation
  • High-temperature nickel-base alloys brazing
    • 1095 ℃
    • Uniformity: ±8℃
  • Aluminum alloys
    • Uniformity: ±3℃
  • Thus it is vital that each work load be closely monitored with a minimum of two thermocouples attached to or embedded in the parts to be brazed.
  • An alarm system can be installed in the microprocessor to detect any operational abnormality that has the potential to terminate the brazing operation.
  • Furnace type
    • Continuous
    • Semi-continuous
    • Batch
      • • An alarm system can be installed in the microprocessor to detect any operational abnormality that has the potential to terminate the brazing operation.
• 4. Advantage
  • Variables easily controlled to ensure the reliability, brazing atmosphere can be easily regulated
  • When brazing procedures established, relatively unskilled operators can carry out;
  • The absence of flux entrapment allows more flexibility in joint design. The postbraze cleaning of the brazed part and the furnace are unnecessary;
  • Because a whole assembly is heated, distortion of the part can be minimized or eliminated. In some cases, heat treatment of the part can be incorporated into the brazing cycle.
  • More than one joint per work piece can be brazed in a brazing cycle. Several different assemblies requiring the same brazing conditions can also be brazed simultaneously.
• 5. Process limitations
  • Initial investment is relatively high and equipment maintenance is also critical; The cost of a special atmosphere must also be considered.
  • Because the whole assembly is heated, the cost of heating exceeds that of other brazing operations. In addition, microstructural changes in the base metal can be occured, depending on the material being brazed and the brazing temperature.
  • Because brazing is performed inside the furnace, joint design is important. The fixtures for holding a brazed assembly require extral heat mass, which increase the manufacturing cost. Proper joint design can minimize or even eliminate fixture complexity.