钢与钛衬里的银钎焊方法技术

本发明专利技术属于焊接技术领域，具体涉及一种钢与钛衬里的银钎焊方法；包括以下步骤：a、选择Ag‑33Al的银基钎料为钎焊钎料，并根据焊缝结构加工TA

【技术实现步骤摘要】
钢与钛衬里的银钎焊方法
本专利技术属于焊接
，具体涉及一种钢与钛衬里的银钎焊方法。
技术介绍
钛材由于其比重轻、强度高、耐腐蚀性能好等特点，广泛应用于各个行业部门。但由于钛材价格昂贵，且与钢等许多金属不能熔焊，故在设计中综合考虑诸多因素后常采用钢衬里结构。山西化肥厂从国外进口的一台钛制换热器。其“下管箱”部分是采用钛衬里结构焊缝坡口形式的设计图见图1。如图1,16MnR外壳对接焊缝经射线探伤合格后，将内焊缝余高磨至与母材平齐，然后垫一δ=3mm，宽15mm的钛板；与外壳采用银钎焊予以固定，钛垫与两侧钛衬里合拢缝预留4.5mm间隙，用银钎焊填平，再覆盖一δ=3mm，宽50mm的钛板条。如图2，钛密封环与16Mn法兰连接，内侧为TA1与TA1的角接接头，外侧为角银钎焊焊缝。根据文献查找，含铝的银基钎料单独用于钛材钎焊或者碳钢钎焊时，均可获得满足使用要求的焊接接头，但其用于16Mn/16MnR与TA1异种金属之间的钎焊，尚未见有报道和可供借鉴的经验。
技术实现思路
本专利技术克服上述现有技术的不足，提供一种钢与钛衬里的银钎焊方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种钢与钛衬里的银钎焊方法，包括以下步骤：a、选择Ag-33Al的银基钎料为钎焊钎料，并根据焊缝结构加工TA1试板，b、对焊件表面的氧化膜以及其它杂质采用机械清理和化学清理并用的方法，先用手动和气动钢丝刷将16Mn/16MnR需钎焊区域打磨至露出金属光泽，钎焊用细砂纸打磨表面；钛板用抛光布砂轮粘结上氧化铝将焊接区域内的氧化膜打磨掉，然后再用丙酮溶液清洗一遍，彻底清除掉油污及其它杂质，清理范围一般在焊缝两侧10~20mm范围内；c、16Mn/16MnR焊件与TA1的银钎焊缝的最佳装配间隙为0.4mm；“下管箱”钛衬与16Mn/16MnR银钎焊的装配间隙为0.3~0.4mm；焊接时，采用非熔化极手工氩弧焊，并加设冷却装置，焊枪后面安装附加的喷嘴，对焊接熔池以及400℃以上的热影响区加以保护，施焊时使电弧较多的偏向厚板一侧，工件钎缝上保持在平焊位置；d、对钎焊缝及热影响区进行铁污染的检验，无铁污染为合格，试验后将表面清洗干净；e、从检漏孔通入0.4MPa的压缩空气对所有钎焊缝进行检查，无泄漏为合格。进一步的，步骤c中的银钎焊工艺条件为：选用钨极直径φ3mm；氩气纯度≥99.99%；氩气流量8~10L/min；极性为正极，钨极为阴极；钎焊位置为平焊；钎料直径为φ2mm；钎焊电流为80~150A。进一步的，步骤c中焊接时，当焊接16MnR壳体时，焊嘴与焊件的角度为55°-65°，当焊接16Mn法兰时，焊嘴与焊件的角度为60°-70°。进一步的，步骤c中焊接时，气流控制为层流，并在引弧前的2~3秒将氩气送到焊接区，在息弧后继续送氩气10~15秒，对终焊区域予以保护。进一步的，步骤d中铁污染的检验方法为：配制试验溶液，溶解7g铁氰化钾和65%浓度的硝酸配于214ml的蒸馏水中，将吸取溶液的滤纸贴合在所需检查表面，若有铁污染时试纸会显示蓝色，经试验无蓝色显示为合格。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：本专利技术开创性的提供了一种钢与钛衬里的银钎焊方法，克服了钛材与钢等许多金属不能熔焊的技术问题。选择的钎料具有良好的工艺性能、合适的熔点、良好的湿润性和填缝能力。本专利技术方法的钛材不受到铁污染，采用本专利技术方法对钎焊缝进行检查，无裂纹及气孔等缺陷。附图说明图1为现有技术中衬钛与外壳的焊缝结构设计图。图2为现有技术中钛密封环与16Mn法兰焊缝结构设计图。图3为实施例1中的衬钛与壳体的焊缝结构试板设计图。图4为钛密封环与16Mn法兰的焊缝结构试板设计图。图5为TA1与16MnR壳体焊接时焊嘴与焊件的角度示意图。图6为TA1与16Mn法兰焊嘴与焊件的角度示意图。图中标记如下：1-第一道钎缝，2-第二道钎缝，3-第三道钎缝，4-第四道钎缝，5-第五道钎缝，6-第六道钎缝，7-第七道钎缝，8-第八道钎缝。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1以“下管箱”中对16Mn/16MnR与TA1衬里实施的银钎焊接的工艺过程如下：1、所选择的钎料除具有良好的填缝能力和与焊件金属能很好的结合（溶解和扩散）外，还应有比焊件金属低的熔点；故确定Ag-33Al的银基钎料为钎焊钎料。2、根据焊缝结构确定3组TA1试板以便焊接试验时进行对比。3、在钛材焊接时，用最广泛的惰性气体保护焊。采用非熔化极手工氩弧焊，并加设冷却装置。焊枪后面安装附加的喷嘴等保护性措施，对焊接熔池以及400℃以上的热影响区加以保护。银钎焊工艺规范的选择在保证焊缝成形良好的前提下，采用较小的电流和较快的焊接速度；保证钎焊温度控制在900℃以下。施焊中16Mn/16MnR与TA1不熔化，防止了钛材受到铁污染。4、银钎焊工艺规范的选择（图3中道钎）第一、第二、第三、第四道钎缝选用钨极直径φ3mm；氩气纯度≥99.99%；氩气流量8~10L/min；极性为正极（钨极为阴极）；钎焊位置为平焊；钎料直径为φ2mm；钎焊电流为100~120A。第五、第六、第七道钎缝选用钨极直径φ3mm；氩气纯度≥99.99%；氩气流量8~10L/min；极性为正极（钨极为阴极）；钎焊位置为平焊；钎料直径为φ2mm；钎焊电流为80~100A。第八道钎缝选用钨极直径φ3mm；氩气纯度≥99.99%；氩气流量8~10L/min；极性为正极（钨极为阴极）；钎焊位置为平焊；钎料直径为φ2mm；钎焊电流为120~150A。5、对焊件表面的氧化膜以及其它杂质采用机械清理和化学清理并用的方法。先用手动和气动钢丝刷将16Mn/16MnR需钎焊区域打磨至露出金属光泽，钎焊用细砂纸打磨表面；钛板用抛光布砂轮粘结上氧化铝将焊接区域内的氧化膜打磨掉，然后再用丙酮溶液清洗一遍，彻底清除掉油污及其它杂质。清理范围一般在焊缝两侧10~20mm范围内。6、按加工好的三组试板，对0.2mm、0.3mm、0.4mm三个数值进行对比试验。以确定16Mn/16MnR与TA1的银钎焊缝的最佳装配间隙，保证钎焊时获得较强的湿润性和毛细管作用及充分的填缝。装配间隙用机械加力和局部点焊的方法予以保证，并进行相应检测。试验中0.4mm装配间隙的一组试板焊缝成形最好，填缝比较充分。考虑实际制作时，装配间隙控制的一个数值上相当困难，综合比较后确定“下管箱”钛衬与16Mn/16MnR银钎焊的装配间隙为0.3~0.4mm。7、根据焊件的板厚、材质及导热系数的不同需合理分配焊接热量。施焊时使电弧较多的偏向厚板一侧。钎焊时焊嘴与工件的角度如图3。8、焊接位置施焊时，为了能使钎焊熔化后，在重力与湿润性与毛细管作用下容易填满钎缝，应使工件钎缝基本上保持在平焊位置上。9、焊接场地要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢与钛衬里的银钎焊方法，其特征在于：包括以下步骤：/na、选择Ag-33Al的银基钎料为钎焊钎料，并根据焊缝结构加工TA

【技术特征摘要】
1.一种钢与钛衬里的银钎焊方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、选择Ag-33Al的银基钎料为钎焊钎料，并根据焊缝结构加工TA1试板，
b、对焊件表面的氧化膜以及其它杂质采用机械清理和化学清理并用的方法，先用手动和气动钢丝刷将16Mn/16MnR需钎焊区域打磨至露出金属光泽，钎焊用细砂纸打磨表面；钛板用抛光布砂轮粘结上氧化铝将焊接区域内的氧化膜打磨掉，然后再用丙酮溶液清洗一遍，彻底清除掉油污及其它杂质，清理范围一般在焊缝两侧10~20mm范围内；
c、16Mn/16MnR焊件与TA1的银钎焊缝的最佳装配间隙为0.4mm；“下管箱”钛衬与16Mn/16MnR银钎焊的装配间隙为0.3~0.4mm；焊接时，采用非熔化极手工氩弧焊，并加设冷却装置，焊枪后面安装附加的喷嘴，对焊接熔池以及400℃以上的热影响区加以保护，施焊时使电弧较多的偏向厚板一侧，工件钎缝上保持在平焊位置；
d、对钎焊缝及热影响区进行铁污染的检验，无铁污染为合格，试验后将表面清洗干净；
e、从检漏孔通入0.4MPa的压缩空气对所有钎焊缝进行检查，无泄漏为合格。
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【专利技术属性】
技术研发人员：齐阔，周印梅，李广民，
申请(专利权)人：山西丰喜化工设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14