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量、釬著率不達標，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問題有指導意義。

關鍵詞：大截面；真空釬

一、 零件結構特點及材質

該零件由幅板和幅板內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，幅板板料執行標準GJB2295-1995，幅板內安裝邊棒料執行標準GJB2294-1995。

二、技術條件及工藝難點

1 釬焊技術條件

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，經過分析調研，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；其零件釬焊質量的提高，關鍵是結合該零件寬釬焊面積的特點，在零件的釬前準備、釬縫間隙的選擇、釬料的擱置、工裝的設計等方面進行系統分析，優化工藝，采取的具體措施如下：

1.1 重新設計、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，結合企業實際情況，制定工藝試驗方案如下：

設計工裝→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量問題；同時提高了零件的生產效率，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：

三、工藝研究結論及后續問題

研究結論：通過試驗件、模擬件的焊接分析和釬焊工裝的設計制作，確定了最佳釬焊間隙和釬焊外圓氬弧焊打底等工藝優化措施，使零件釬焊一次交檢合格率由57.5%提高并穩定在了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問題有指導意義。

后續問題：真空釬焊用釬料粘結劑、阻流劑對釬焊爐有較大污染，后續應合理選擇，降低設備的維護成本。

參考文獻

1. 《焊接數據手冊》 機械工業出版社

2. 《焊接工程缺欠分析與對策》 機械工業出版社

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的工作。