Brasagem de aço inoxidável

Brasagem de aço inoxidável

1. Brasabilidade

O principal problema na brasagem de aço inoxidável é que o filme de óxido na superfície afeta seriamente o umedecimento e o espalhamento da solda.Vários aços inoxidáveis ​​contêm uma quantidade considerável de Cr, e alguns também contêm Ni, Ti, Mn, Mo, Nb e outros elementos, que podem formar uma variedade de óxidos ou mesmo óxidos compostos na superfície.Dentre eles, os óxidos Cr2O3 e TiO2 de Cr e Ti são bastante estáveis ​​e difíceis de remover.Na brasagem ao ar, deve-se usar fluxo ativo para removê-los;Ao soldar em atmosfera protetora, o filme de óxido pode ser reduzido apenas em atmosfera de alta pureza com baixo ponto de orvalho e temperatura suficientemente alta;Na brasagem a vácuo, é necessário ter vácuo e temperatura suficientes para obter um bom efeito de brasagem.

Outro problema da brasagem de aço inoxidável é que a temperatura de aquecimento tem um efeito sério na estrutura do metal base.A temperatura de aquecimento de brasagem do aço inoxidável austenítico não deve ser superior a 1150 ℃, caso contrário, o grão crescerá seriamente;Se o aço inoxidável austenítico não contém elemento estável Ti ou Nb e tem alto teor de carbono, a brasagem dentro da temperatura de sensibilização (500 ~ 850 ℃) também deve ser evitada.Para evitar que a resistência à corrosão diminua devido à precipitação de carboneto de cromo.A seleção da temperatura de brasagem para aço inoxidável martensítico é mais rigorosa.Uma é combinar a temperatura de brasagem com a temperatura de têmpera, de modo a combinar o processo de brasagem com o processo de tratamento térmico;A outra é que a temperatura de brasagem deve ser menor que a temperatura de revenimento para evitar que o metal base amoleça durante a brasagem.O princípio de seleção da temperatura de brasagem do aço inoxidável endurecido por precipitação é o mesmo do aço inoxidável martensítico, ou seja, a temperatura de brasagem deve corresponder ao sistema de tratamento térmico para obter as melhores propriedades mecânicas.

Além dos dois principais problemas acima, há uma tendência de rachaduras por tensão na brasagem de aço inoxidável austenítico, especialmente na brasagem com metal de adição de cobre e zinco.Para evitar trincas por tensão, a peça de trabalho deve ser recozida com alívio de tensão antes da brasagem, e a peça de trabalho deve ser aquecida uniformemente durante a brasagem.

2. Material de brasagem

(1) De acordo com os requisitos de uso de soldas de aço inoxidável, os metais de adição de brasagem comumente usados ​​para soldas de aço inoxidável incluem metal de adição de brasagem de chumbo-estanho, metal de adição de brasagem à base de prata, metal de adição de brasagem à base de cobre, metal de adição de brasagem à base de manganês, metal de adição de brasagem à base de níquel brasagem de metais de adição e metais preciosos de brasagem de metais de adição.

A solda de chumbo de estanho é usada principalmente para solda de aço inoxidável e é adequada para ter alto teor de estanho.Quanto maior o teor de estanho da solda, melhor sua molhabilidade em aço inoxidável.A resistência ao cisalhamento das juntas de aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti brasadas com várias soldas comuns de chumbo-estanho está listada na Tabela 3. Devido à baixa resistência das juntas, elas são usadas apenas para brasagem de peças com pequena capacidade de carga.

Tabela 3 resistência ao cisalhamento da junta de aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti brasada com solda de chumbo de estanho

Os metais de adição à base de prata são os metais de adição mais comumente usados ​​para brasagem de aço inoxidável.Entre eles, os metais de carga prata cobre zinco e prata cobre zinco cádmio são os mais amplamente utilizados porque a temperatura de brasagem tem pouco efeito sobre as propriedades do metal base.A resistência das juntas de aço inoxidável ICr18Ni9Ti brasadas com várias soldas comuns à base de prata está listada na Tabela 4. As juntas de aço inoxidável brasadas com soldas à base de prata raramente são usadas em meios altamente corrosivos e a temperatura de trabalho das juntas geralmente não excede 300 ℃ .Ao soldar aço inoxidável sem níquel, a fim de evitar a corrosão da junta brasada em ambiente úmido, deve ser usado metal de adição de brasagem com mais níquel, como b-ag50cuzncdni.Ao soldar aço inoxidável martensítico, para evitar o amolecimento do metal base, deve ser usado metal de adição de brasagem com temperatura de brasagem não superior a 650 ℃, como b-ag40cuzncd.Ao soldar aço inoxidável em atmosfera protetora, a fim de remover o filme de óxido na superfície, pode ser usado fluxo de auto-brasagem contendo lítio, como b-ag92culi e b-ag72culi.Ao soldar aço inoxidável a vácuo, para que o metal de adição ainda tenha boa molhabilidade quando não contém elementos como Zn e CD que são fáceis de evaporar, o metal de adição de prata contendo elementos como Mn, Ni e RD pode ser selecionado.

Tabela 4 força da junta de aço inoxidável ICr18Ni9Ti soldada com metal de adição à base de prata

Os metais de adição de brasagem à base de cobre usados ​​para brasagem de diferentes aços são principalmente cobre puro, cobre níquel e cobre manganês cobalto metais de adição de brasagem.O metal de adição de brasagem de cobre puro é usado principalmente para brasagem sob proteção de gás ou vácuo.A temperatura de trabalho da junta de aço inoxidável não é superior a 400 ℃, mas a junta tem baixa resistência à oxidação.O metal de enchimento de brasagem de cobre e níquel é usado principalmente para brasagem por chama e brasagem por indução.A resistência da junta de aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti brasada é mostrada na Tabela 5. Pode-se observar que a junta tem a mesma resistência que o metal base, e a temperatura de trabalho é alta.O metal de adição de brasagem Cu Mn co é usado principalmente para brasagem de aço inoxidável martensítico em atmosfera protetora.A resistência da junta e a temperatura de trabalho são comparáveis ​​às soldadas com metal de adição à base de ouro.Por exemplo, a junta de aço inoxidável 1Cr13 brasada com solda b-cu58mnco tem o mesmo desempenho que a mesma junta de aço inoxidável brasada com solda b-au82ni (veja a Tabela 6), mas o custo de produção é bastante reduzido.

Tabela 5 resistência ao cisalhamento da junta de aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti soldada com metal de enchimento de base de cobre de alta temperatura

Tabela 6 resistência ao cisalhamento da junta soldada de aço inoxidável 1Cr13

Os metais de adição de brasagem à base de manganês são usados ​​principalmente para brasagem blindada a gás, e a pureza do gás deve ser alta.A fim de evitar o crescimento de grãos do metal base, o metal de adição de brasagem correspondente com temperatura de brasagem inferior a 1150 ℃ deve ser selecionado.O efeito de brasagem satisfatório pode ser obtido para juntas de aço inoxidável brasadas com solda à base de manganês, conforme mostrado na Tabela 7. A temperatura de trabalho da junta pode chegar a 600 ℃.

Tabela 7 resistência ao cisalhamento da junta de aço inoxidável lcr18ni9fi brasada com metal de adição à base de manganês

Quando o aço inoxidável é soldado com metal de adição à base de níquel, a junta tem bom desempenho em altas temperaturas.Este metal de adição é geralmente usado para brasagem blindada a gás ou brasagem a vácuo.A fim de superar o problema de que mais compostos frágeis são produzidos na junta brasada durante a formação da junta, o que reduz seriamente a resistência e a plasticidade da junta, a folga da junta deve ser minimizada para garantir que os elementos fáceis de formar a fase frágil no solda são totalmente difundidas no metal base.A fim de evitar a ocorrência de crescimento de grãos do metal base devido ao longo tempo de retenção na temperatura de brasagem, as medidas do processo de retenção de curto tempo e tratamento de difusão em temperatura mais baixa (em comparação com a temperatura de brasagem) após a soldagem podem ser tomadas.

Os metais de adição de brasagem de metais nobres usados ​​para brasagem de aço inoxidável incluem principalmente metais de adição à base de ouro e metais de adição contendo paládio, dos quais os mais típicos são b-au82ni, b-ag54cupd e b-au82ni, que têm boa molhabilidade.A junta de aço inoxidável brasado possui alta resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação, e a temperatura máxima de trabalho pode chegar a 800 ℃.O B-ag54cupd tem características semelhantes ao b-au82ni e seu preço é baixo, por isso tende a substituir o b-au82ni.

(2) A superfície do aço inoxidável em fluxo e atmosfera de forno contém óxidos como Cr2O3 e TiO2, que só podem ser removidos usando fluxo com forte atividade.Quando o aço inoxidável é soldado com solda de chumbo-estanho, o fluxo adequado é solução aquosa de ácido fosfórico ou solução de ácido clorídrico de óxido de zinco.O tempo de atividade da solução aquosa de ácido fosfórico é curto, então o método de brasagem de aquecimento rápido deve ser adotado.Os fluxos Fb102, fb103 ou fb104 podem ser usados ​​para brasagem de aço inoxidável com metais de adição à base de prata.Ao soldar aço inoxidável com metal de adição à base de cobre, o fluxo fb105 é usado devido à alta temperatura de brasagem.

Ao soldar aço inoxidável no forno, a atmosfera de vácuo ou atmosfera protetora, como hidrogênio, argônio e amônia de decomposição, são frequentemente usadas.Durante a brasagem a vácuo, a pressão de vácuo deve ser inferior a 10-2Pa.Ao brasar em uma atmosfera protetora, o ponto de orvalho do gás não deve ser superior a -40 ℃ Se a pureza do gás não for suficiente ou a temperatura de brasagem não for alta, uma pequena quantidade de fluxo de brasagem a gás, como trifluoreto de boro, pode ser adicionado à atmosfera.

2. Tecnologia de brasagem

O aço inoxidável deve ser limpo com mais rigor antes da brasagem para remover qualquer película de graxa e óleo.É melhor brasar imediatamente após a limpeza.

A brasagem de aço inoxidável pode adotar métodos de aquecimento médio por chama, indução e forno.O forno para brasagem no forno deve ter um bom sistema de controle de temperatura (o desvio da temperatura de brasagem deve ser de ± 6 ℃) e pode ser resfriado rapidamente.Quando o hidrogênio é usado como gás de proteção para brasagem, os requisitos para o hidrogênio dependem da temperatura de brasagem e da composição do metal base, ou seja, quanto menor a temperatura de brasagem, mais o metal base contém estabilizador e menor o orvalho. ponto de hidrogênio é necessário.Por exemplo, para aços inoxidáveis ​​martensíticos como 1Cr13 e cr17ni2t, ao soldar a 1000 ℃, o ponto de orvalho do hidrogênio deve ser inferior a -40 ℃;Para aço inoxidável 18-8 cromo-níquel sem estabilizador, o ponto de orvalho do hidrogênio deve ser inferior a 25 ℃ durante a brasagem a 1150 ℃;No entanto, para aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti contendo estabilizador de titânio, o ponto de orvalho do hidrogênio deve ser inferior a -40 ℃ ao soldar a 1150 ℃.Ao soldar com proteção de argônio, a pureza do argônio deve ser maior.Se cobre ou níquel for revestido na superfície do aço inoxidável, o requisito para a pureza do gás de proteção pode ser reduzido.Para garantir a remoção do filme de óxido na superfície do aço inoxidável, o fluxo de gás BF3 também pode ser adicionado e a solda de auto fluxo contendo lítio ou boro também pode ser usada.Ao soldar aço inoxidável a vácuo, os requisitos para o grau de vácuo dependem da temperatura de brasagem.Com o aumento da temperatura de brasagem, o vácuo necessário pode ser reduzido.

O principal processo do aço inoxidável após a brasagem é limpar o fluxo residual e o inibidor de fluxo residual e realizar o tratamento térmico pós brasagem, se necessário.Dependendo do fluxo e do método de brasagem utilizado, o fluxo residual pode ser lavado com água, limpo mecanicamente ou quimicamente.Se abrasivo for usado para limpar o fluxo residual ou filme de óxido na área aquecida perto da junta, areia ou outras partículas finas não metálicas devem ser usadas.As peças feitas de aço inoxidável martensítico e aço inoxidável endurecido por precipitação precisam de tratamento térmico de acordo com os requisitos especiais do material após a brasagem.Juntas de aço inoxidável brasadas com metais de adição Ni Cr B e Ni Cr Si são frequentemente tratadas com tratamento térmico de difusão após a brasagem para reduzir os requisitos de folga de brasagem e melhorar a microestrutura e as propriedades das juntas.