Пайка нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

По дисциплине: "Пайка металлов"

На тему: "Пайка нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов"

Выполнил

Студент группы МТ-63

Семёнов С.А.

Проверил

доц. Синтиков Б. В.

Введение

Пайка -- один из наиболее древних методов создания неразъемных соединений твердых тел путем плавления.

Общим у паяных и сварных соединений является то, что их составные части нельзя разъединить или без изменения формы или физического состояния металла.

В процессе сварки плавлением сварной шов нагревается до температур выше температуры ликвидуса основного металла. В условиях пайки температура нагрева должна быть всегда ниже, чем температура солидуса соединяемых металлов.

Участие жидкой фазы и нагрев соединяемых твердых тел ниже температуры солидуса -- необходимое и достаточное условие выполнения процесса пайки. Отсюда вытекает определение пайки как процесса создания неразъемного соединения металлов без их расплавления путем заполнения зазора жидким припоем. Существенные преимущества технологии пайки перед технологией сварки плавлением при создании неразъемных соединений-- нагрев паяемых деталей ниже температуры солидуса и расход меньших удельных мощностей тепловой энергии. В результате детали меньше коробятся, создаются благоприятные условия для соединения тонкостенных деталей, деталей, сильно отличающихся по толщине, а также для получения конструкций весьма сложной формы, часто невыполнимых сваркой.

Пайка, являясь универсальным способом соединения материалов, позволяет соединять металлы в любом их сочетании, температурном интервале (начиная от комнатной до температуры плавления паяемого металла); соединять металлы с неметаллическими материалами, получать соединения без внутренних напряжений и без коробления изделий.

Так же позволяет получить легкоразъемные соединения, выдерживать более точно размеры и форму изделий, что достигается отсутствием оплавления основного металла в зоне соединения, паять одновременно (за один прием) большое число изделий и, таким образом, наиболее полно отвечать условиям массового производства.

Эти преимущества объясняют причину развертывания в технически развитых странах исследований в области пайки и увеличения числа изобретений по сравнению со сваркой.

1. Характеристика паяемых материалов

Нержавеющие стали применяют для изготовления деталей машин и конструктивных элементов, работающих в различных агрессивных средах (влажная атмосфера, морская вода, кислоты, растворы солей, щелочей, расплавы металлов).

Легирование нержавеющих сталей преследует достижение высокой коррозионной стойкости в рабочей среде и обеспечение заданного комплекса физико-механических характеристик. Высокая коррозионная стойкость обеспечивается переходом стали в пассивное состояние. Легко пассивирующимися металлами являются алюминий, хром, никель, титан. Хром - один из основных легирующих элементов коррозионностойких сталей и обычно находится в пределах от 11 до 30 процентов. Никель, в сплавах с железом, повышает коррозионную стойкость и стабилизирует аустенитную структуру, позволяет создать хромоникелевые стали с высокой коррозионной стойкостью в сильных агрессивных кислотах (соляная, серная кислоты).

Наиболее распространенные коррозионностойкие стали аустенитного, аустенитно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов имеют в своей основе различные комбинации систем Fe-Cr-Ni, Fe-Cr-Ni-Mn с дополнительнім легированием различными элементами. Для борьбы с межкристаллитной коррозией в аустенитных сталях следует снижать содержание углерода для исключения образования хромистых карбидов и вводить в сталь стабилизирующие добавки (титан, ниобий), которые связывают углерод в карбиды и исключают обеднение приграничных участков по хрому.

Жаропрочные стали и сплавы - это материалы, которые работают при высоких температурах в течение определенного времени в условиях сложнонапряженного состояния. Главной характеристикой, определяющей работоспособность стали/ сплава, является длительная прочность.

Жаропрочность - способность сталей и сплавов работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность.

Явление непрерывной деформации под действием постоянного напряжения называется ползучестью. Характеристикой ползучести является предел ползучести - условное растягивающее напряжение, при котором скорость или деформация ползучести за определенное время достигают заданной величины. Если допуск дается по скорости ползучести, то предел обозначается у с двумя индексами - нижний соответствует заданной скорости ползучести (%/ч), а верхний - температуре испытания. Если задаются относительное удлинение, то в обозначение предела вводят три индекса: верхний - температура испытания, два нижних - деформации и времени. Для деталей, работающих длительный срок (годы), предел ползучести характеризуется малой деформацией, возникающей при значительной длительности приложения нагрузки. Для турбин паровых котлов, лопаток паровых турбин, работающих под давлением, допускается суммарная деформация не более 1% на 100000ч., в отдельных случаях допускается до 5%.

Сопротивление материала разрушению при длительном воздействии температуры оценивается длительной прочностью.

Длительная прочность - условное напряжение, под действием которого материал при данной температуре разрушается через длительный заданный промежуток времени.

Жаропрочные свойства в первую очередь определяются температурой плавления основного компонента сплава, затем его легированием и, наконец, режимами предшествующей термообработки, определяющими структурное состояние сплавов.

К высоколегированным жаропрочным сплавам относятся сплавы, содержание железа в которых более 45%, суммарное содержание легирующих элементов не менее 10%, при этом содержание одного легирующего элемента должно быть не менее 8%.

Самым распространенным легирующим элементом в данном случае является хром, который благоприятно влияет на жаропрочность и жаростойкость.

Высоколегированные жаропрочные стали из-за различных систем легирования относятся к различным классам: ферритные, мартенситные, мартенситно-ферритные (15Х12ВН14Ф), аустенитные (37Х12Н8Г8МФБ).

Внутри класса следует различать стали с различным типом упрочнения: карбидным, интерметаллидным и смешанным.

Большую часть жаропрочных сталей, работающих при повышенных температурах, составляют аустенитные на хромоникелевой и хромомарганцевой основах с различным дополнительным легированием.

Эти стали подразделены на три подгруппы: гомогенные (однофазные) аустенитные стали, жаропрочность которых обеспечивается, в основном, легированностью твердого раствора; стали с карбидным упрочнением; стали с интерметаллидным упрочнением.

Жаропрочные сплавы разделены по металлу основы: никель и кобальт. Эти сплавы чаще всего подразделяют по способу производства на деформированные и литые сплавы. Для сплавов на основе железа и никеля наиболее перспективны в качестве упрочнителей такие элементы, как молибден, ниобий, вольфрам. Положительное влияние алюминия, ниобия и титана связано с образованием упрочняющих интерметаллидных фаз.

Как и аустенитные стали, сплавы на основе никеля могут быть разделены на гомогенные (нихромы, инконели) и стареющие (нимоники). Необходимые свойства достигаются путем комплексного легирования, в результате которого образуются многофазные сплавы.

К первой группе относят элементы, упрочняющие твердый раствор на основе никеля (хром, кобальт, молибден, ванадий, вольфрам).

Ко второй - алюминий, титан, ниобий, тантал, образующие с никелем упрочняющие интерметаллидные фазы.

К третьей группе относят углерод, бор, цирконий, лантан, церий, которые способствуют упрочнению границ зерен за счет сегрегаций, рафинирования металла от вредных примесей и т.д.[1]

2. Флюсы и припои для пайки нержавеющих и жаропрочных сталей

При пайке нержавеющих металлов на воздухе необходимо выбирать наиболее активные флюсы. Так, при пайке припоями на медной или никелевой основе целесообразно использовать более тугоплавкие флюсы № 200, 201, а при пайке серебряными припоями наиболее качественные соединения получают с применением флюсов № 284 или 209.

При низкотемпературной пайке нержавеющих сталей оловянно-свинцовыми припоями обычные канифольно-спиртовые флюсы непригодны. Непригодны и канифольно-спиртовые флюсы с малыми добавками хлористого цинка и хлористого аммония.

В качестве флюса рекомендуется канифольно-спиртовой флюс с добавкой ортофосфорной кислоты (ЛМ1), состоящий из 100 мл ортофосфорной кислоты, 400 мл спирта или этиленгликоля и 30 г канифоли.

Достоинством этого флюса является слабая его коррозионная активность и возможность применения при пайке в интервале температур 280-320°С. При температуре 350°С и выше происходит активное испарение кислоты, а спирт воспламеняется.

При пайке с этим флюсом в диапазоне температур 200-300°С ортофосфорная кислота превращается в пирофосфорную Н4Р07. В температурном интервале образования пирофосфорной кислоты флюс наиболее активен.

При пайке нержавеющих сталей оловянно-свинцовыми припоями в качестве флюса широко применяют водный раствор хлористого цинка.

Для повышения активности хлористого цинка в него добавляют неорганические кислоты (НС1, HF, NN03, Н3Р04), хлористые соли (NH4C1) или хлористые соли тяжелых металлов, олова или меди.

При пайке нержавеющих сталей оловянно-свинцовыми припоями наиболее активен флюс, состоящий из 38-40%-ного водного раствора хлористого цинка (2 объема) и насыщенного раствора соляной кислоты (1 объем).

Пайку нержавеющей стали можно осуществить после предварительной обработки в соляной кислоте и последующего использования водного раствора хлористого цинка.

Однако указанные флюсы можно успешно применять только при пайке паяльником или горелкой, когда за процессом можно наблюдать визуально и флюс в процессе пайки можно добавлять по мере необходимости.

При печной пайке введение в водный раствор хлористого цинка добавок кислот не способствует повышению его активности по отношению к нержавеющей стали при температуре пайки.

Активизирующее действие добавок проявляется только до температур кристаллизации флюсов, т. е. до расплавления припоя, причем активное действие флюсов повышается с ростом температуры растворов, а при температуре их кристаллизации активность флюсов не зависит от их состава.

Для печной пайки нержавеющей стали оловянно-свинцовыми припоями хороших флюсов не разработано. Флюсы на основе хлористого цинка с добавками кислот практически непригодны, поскольку при пайке в печи флюс не восполняется, а флюса, нанесенного перед пайкой, оказывается недостаточно.

Кроме того, температурный интервал активного действия флюсов на основе хлористого цинка ограничен для нержавеющей стали только областью существования флюсов в виде раствора. В расплавленном состоянии флюсы практически не активируют поверхность нержавеющей стали и не защищают от кислорода воздуха.

Высокотемпературную пайку нержавеющей стали производят серебряными, медными, никелевыми и другими припоями. Из серебряных припоев широкое распространение получили припои системы Ag-Си (ПCp72),Ag-Си-Cd - Zn(ПCp 40, ПСр 45, ПСр 25).

Растекаемость серебряных припоев по нержавеющей стали можно улучшить введением в них никеля. Оптимальными свойствами обладают припои, легированные 3-5% никеля. Рекомендуется следующий состав припоя: 65% Си, 30% Ag, 5% Ni. Температура плавления припоя 830-900°С.

Кроме того, соединения нержавеющей стали, паянные серебряными припоями, не содержащими никеля, склонны к щелевой коррозии во влажной атмосфере. Щелевая коррозия не возникает при пайке серебряными припоями, содержащими 2-3% никеля.

Для пайки хромистых ферритных сталей рекомендуются припои следующих составов:

1) 40% Ag; 30% Си; 28% Zn (температура растекания 783°С);

2) 40% Ag; 30% Си; 25% Zn; 5% Cd (температура растекания 850°С);

3) 5С% Ag; 15,5% Си; 16% Cd; 15,5% Zn; 3% Ni (температура растекания 690°С).

При пайке нестабилизированных нержавеющих аустенитных сталей следует учитывать их возможную склонность к интеркристаллитной коррозии после нагрева в интервале температур 500-750°С.

Поэтому пайка в интервале температур 600-800°С не рекомендуется для таких сталей. Серебряные припои с температурой 620-800°С применяют при пайке сталей, содержащих малое количество углерода или стабилизированных карбидообразующими элементами (Nb, Ti), устраняющими склонность их к интеркристаллитной коррозии после нагрева.

Пайка ферритных нержавеющих сталей (с 13% Сr) серебряными Припоями не снижает коррозионной стойкости паяных соединений, так как эти стали склонны к интеркристаллитной коррозии только после закалки с температуры выше 900° С.

При пайке нержавеющих сталей припоем ПСр 25КН с флюсом № 209 наблюдается растрескивание. Поэтому припой ПСр 25КН непригоден для пайки тонкостенных изделий, от которых требуется герметичность, и для узлов, подвергающихся вибрационным нагрузкам.

Для высокотемпературной пайки нержавеющих сталей в качестве припоев применяют также чистую медь или сплавы на ее основе. Достоинством медных припоев является то, что пайку ими осуществляют при температурах 950-1150°С.

Для пайки нержавеющих сталей находят применение припои ВПр2; ВПр4, легированные литием или бором. Припои ВПр2 и ВПр4 хорошо растекаются по сталям Х17Н5, Х18ДТ, НХ18Н10Т и Х15Н8М2Ю в среде проточного аргона. Эти припои слабо растворяют нержавеющие стали даже при выдержке 1,5 ч при температуре пайки.

Припои системы Си - Ni - Si, например ВПр1, ПЖ45, можно применять при пайке нагартованных нержавеющих сталей, а также для пайки конструкций, в материале которых могут возникнуть растягивающие напряжения.

Для высокотемпературной пайки жаропрочных сталей применяют серебряные припои. Припои с содержанием ?72% Ag применяют для пайки сталей в вакууме или инертных средах по предварительно нанесенному барьерному слою никеля или меди.

Припоями с меньшим содержанием серебра паяют стали без покрытий с помощью т. в. ч. или газопламенного нагрева с флюсами № 209 или 284.

При пайке медью жаропрочных сплавов с большим содержанием никеля (сплавы типа ХН78Т) в печах медь в расплавленном состоянии активно взаимодействует с основным металлом, образуя более тугоплавкий, чем медь, сплав, который при температуре пайки плохо растекается по меди и не затекает в зазор.

Применение припоев Л63, ЛОК 82-04-06 для пайки жаропрочных сплавов ограничено ввиду проникновения их по границам зерен и образования трещин в основном металле.

К медным припоям, обеспечивающим высокое качество паяных соединений, относят припои марок ВПр1, ВПр2 и ВПр4. Пайку этими припоями осуществляют всеми способами нагрева с использованием флюсов № 200 или 201.

Припой ВПр4 является самофлюсующим ввиду присутствия в нем добавок натрия, лития, калия и фосфора. Припой ВПр4 может применяться при пайке жаропрочных сплавов в среде газообразных флюсов: аргон с фтористым водородом или аргон с трехфтористым бором при температуре 1050° С.

Для пайки жаропрочных сплавов широкое распространение получили припои системы никель - хром - бор (бериллий, кремний). Эти припои используют в виде порошков или паст, приготовленных на органической связке.

В качестве связки служит акриловая смола или толуол, которые сгорают в процессе пайки, не оставляя шлама. Припои хорошо растекаются по жаропрочным сплавам в среде аргона, гелия, или в вакууме 10-3 мм рт. ст.

Соединения обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, однако пластичность их низкая. Длительный отжиг, который совмещают с процессом пайки, повышает пластичность соединений за счет диффузии бора, бериллия и кремния в паяемый металл.

В процессе пайки возможно значительное растворение основного металла в припое, особенно, когда между ними образуются легкоплавкие фазы.

При пайке жаропрочных сплавов припоями, содержащими бор, происходит значительное растворение основного металла и проникновение припоя по границам зерен. Поэтому эти припои непригодны для пайки тонкостенных конструкций.

В зарубежной литературе для пайки жаропрочных сплавов приводится ряд припоев на основе никеля.

1. "Кольманой 6": 72% Ni; 15% Сг; 4% Fe; 3,75% Р; 4,5% Si; 0,45% С; температура плавления 1010-1070°С.

2. "Никробрейз"; 70,5% Ni; 16,5% Сг; 4% В; 4% S; 1,0% С; 4% Fe; температура плавления 1010-1076°С.

3. "Сольбрейз": 60-85% Ni; 20% Сг; до 30% Мп; 0,6-2% Si; 3% В; температура плавления 950-1070°С.

В зарубежной практике для пайки жаропрочных сплавов получили распространение припои системы Ni-Cr-Pd, например, припой состава 44,3% Ni; 54,9% Pd; 0,49% Si; 0,25% Be с температурой плавления 1115-1160°С.

Палладий снижает температуру пайки, увеличивает растекаемость, уменьшает проникновение по границам зерен, а также позволяет паять соединения с большими зазорами.

Припой хорошо смачивает жаропрочные сплавы, содержащие титан и алюминий, при пайке их в контролируемых атмосферах или в вакууме.

Весьма жаропрочными являются соединения, паянные припоями системы Ni-Та, Fe-Та, Со-Si, Ni-Мо, Ni-Cr, Ni-Pd с температурой пайки 1200-1400°С. Применение этих припоев ограничивается из-за высокой температуры пайки.

Низкотемпературную пайку оловянно-свинцовыми припоями жаропрочных сталей и сплавов производят редко. Пайку осуществляют паяльником, газопламенным нагревом или погружением в расплавленный припой.

В качестве флюсов применяют водный раствор хлористого цинка с добавками соляной кислоты, раствор ортофосфорной кислоты или комплексные флюсы. Канифольные флюсы недостаточно активны для пайки жаропрочных сталей, однако ими можно пользоваться при пайке луженых поверхностей.

Флюсы, содержащие бориды и фтористые соли, плохо удаляют окислы хрома, поэтому они малопригодны для пайки жаропрочных сталей и сплавов. Более приемлемы флюсы, в состав которых входят тетраборат и фториды.

Для пайки нержавеющих сталей можно применять припои на основе никеля системы Ni - Cr - Mn, Ni-Р. Припоями Ni - Сr - Мп можно паять в среде аргона с трехфтористым бором.[3]

3. Технология пайки данных материалов

Никель является одним из важнейших прошенных металлов. Чистый никель имеет высокие предел прочности (ув = 400 ... 500 МПа), пластичность (д = 50 %) и химическую стойкость. Сплавы на основе никеля характеризуются высокими электрохимическим сопротивлением и коррозионной стойкостью, а также повышенными жаропрочностью и жаростойкостью. На чистом никеле при нагреве образуется только один оксид; при легировании никеля хромом, алюминием, титаном и другими металлами образуется комплекс окислов соответствующих металлов. Электрохимические никелевые сплавы типа монель и константан, представляющие собой сплавы никеля с медью и железом, имеют на своей поверхности химически нестойкую оксидную пленку, которая легко восстанавливается в газовых средах, удаляется флюсованием и при высокотемпературной пайке в вакууме разлагается на кислород и металл. Поэтому пайка этих сплавов не вызывает трудностей.

При пайке можно применять припои, флюсы и газовые среды, рекомендованные для сталей и меди. Для пайки никелевых сплавов требуются специальные флюсы, поскольку поверхность сплавов, например никеля с хромом (нихромы), покрыта весьма стойкой оксидной пленкой, содержащей оксиды хрома. При легировании нихрома алюминием и титаном химическая стойкость оксидной пленки возрастает, что влечет за собой ряд затруднений при пайке. Пайка жаропрочных сплавов на основе никеля в восстановительных газовых средах требует тщательной их очистки от остатков кислорода с помощью платинового или дунитового катализатора, а также дополнительного осушения до точки росы (-70 °С).

При пайке жаропрочных сплавов на основе никеля в вакууме или нейтральных газовых средах последние необходимо тщательно осушать с помощью цеолита, перекиси бария или фосфорного ангидрида. Перед пайкой нихромы следует покрывать слоем никеля или меди толщиной 15 мкм, который обеспечивает хорошее смачивание паяемых поверхностей в вакууме и нейтральных средах - без применения флюса.

Для низкотемпературной пайки никеля пригодны оловянно-свинцовые припои, содержащие 40 ... 60 % Sn и флюсы, рекомендуемые Для пайки сталей. Для конструкций из никелевых сплавов, работающих при температуре 350 ... 500 °С, применяют серебряные припои. Например, для пайки сплавов ХН78Т и ХН77ТЮР рекомендуются следующие составы припоев:

61 % Ag; 28,5 % Сu; 10,5 % Zn (Tпл = 720...746°С); 2) 85 % Ag; 15 % Мn (Tпл = 970 ... 980 °С).

Никелевые сплавы типа нихром и монель склонны к охрупчиванию в контакте с жидкими припоями, особенно содержащими серебро, кадмий и цинк. Для предотвращения хрупкого разрушения пайку этих сплавов производят в отожженном состоянии и при отсутствии внутренних и внешних растягивающих напряжений. Для работы никелевых изделий при более высокой температуре пайку их производят припоями систем Ag-Pd-Mn, Pd-Ni, Pd-Ni-Cr и др. Никель и его сплавы практически не подвергаются растворению припоями систем Ni-Mn-Cr, Pd-Ni, Ni-Pd-Ag, Pd-Ni-Cr при пайке до температур 1150 ... 1250 °С. Пайка жаропрочных никелевых сплавов палладиевыми припоями может быть осуществлена в вакууме или в аргоне.

При пайке никеля и его сплавов необходимо следить за тем, чтобы применяемые газовые среды не содержали соединений серы, так как при взаимодействии серы с никелем образуется легкоплавкая эвтектика, проникающая по границам зерен и вызывающая охрупчивание металла. При пайке никелевых сплавов припоями, легированными бериллием и особенно бором, паяемый металл активно растворяется в припое, поэтому необходимо строго соблюдать режим пайки: процесс следует вести с высокими скоростями и без перегревов. При диффузионной пайке сплава ХН77ТЮР (Ni-Cr) припоем состава, %: Ni-4,5Si-7Cr-3Fe-2B (CM-53) качественные соединения с прочностью до 300 МПа без включений хрупкой боридной составляющей образуются в случае, если пайку вести при Т= 1070 °С и термообработку при Т = 1000 °С с выдержкой до 4 ч, а сборочный зазор соединяемых элементов не должен превышать 0,05 мм.

При пайке никелевого сплава ХН20ТЮ припоем BNi-5 при температуре 1150 °С, выдержке 1 мин и приложении усилия во время пайки 0,5 МПа, термообработке при 710 °С с выдержкой в течение 16 ч образуются соединения без хрупких фаз.

Получение пластичных соединений при пайке жаропрочных никелевых сплавов ХН75МБТЮ, ХН50МВКТЮР, ХН67МВТЮ припоями системы Ni-Si-B возможно также при приложении дозированного усилия на шов в процессе пайки. Под действием давления из зазора удаляется избыток жидкой фазы, а оставшийся в узком зазоре припой кристаллизуется с образованием общих зерен. Этот эффект хорошо проявляется при применении аморфного припоя Ni-Si-B в виде фольги толщиной 20 мкм. При пайке в вакууме 1 * 10-3 Па сплава ХН62МВКЮ (Тп = 1220 °С, выдержка 10 мин) давление на соединяемые детали 0,5 МПа. При минимальном сборочном зазоре (менее 0,04 мм) получаются соединения, равнопрочные паяемому металлу.

Сплавы, легированные алюминием и титаном, паяют в вакууме (менее 1-8 мм рт. ст.), в смесях нейтральных газов с газовыми флюсами BF3 или NH4F; при использовании вакуума 1--5 мм рт. ст. паяемую поверхность предварительно покрывают электролитич. никелем, медью или наносят на нее тонкий слой солевых флюсов.

При взаимодействии никеля с серой в процессе нагрева по границам зерен образуется легкоплавкая эвтектика, вызывающая охрупчивание металла. Поэтому содержание серы в защитных и восстановит, газах при пайке никеля и его сплавов не должно превышать 0,4 мг/л; остатки масел, краски, смазок и др. веществ, содержащих серу, предварительно тщательно удаляют с поверхности деталей.

Детали, подвергаемые последующему старению, паяют припоями, темп-ра плавления к-рых выше темп-ры старения паяемого материала.

Никель и его сплавы паяют с применением обычных методов нагрева. Пайку горелками производят в мягком восстановит. пламени. Возможна и пайка методом погружения в соляную ванну, расплавленный флюс или припой. Чаще всего пайку никеля и его сплавов выполняют в спец. контейнерах, вакуумированных или заполненных восстановит, газовыми средами и нагреваемых в печах электросопротивления или индукционных печах. При пайке с флюсами величина зазора должна находиться в пределах 0,005--0,12 мм, а при пайке в защитных и восстановит, средах -- примерно 0,015 мм[6].

4. Контроль качества сварных соединений

Для проверки контроля качества паяных соединений из нержавеющих или жаропрочных сплавов используются такие методы, как:

1 Визуальный осмотр с целью определения явных дефектов паяных швов.

2 Ультразвуковамя дефектоскопимя -- метод, предложенный С. Я. Соколовым в 1928 году и основанный на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 -- 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования -- ультразвукового дефектоскопа. Является одним из самых распространенных методов неразрушающего контроля.

3 Смачивание керосином -одну сторону обмазывают мелом, а противоположную обильно смачивают керосином. В местах негерметичности на обмазке появятся бурые пятна.

4 Керосино-пневматический - с подачей избыточного давления со стороны, смоченной керосином.

5 Контроль течеисканием - контроль герметичности паяных соединений путем давления жидкости или газа.

Также есть разрушающие методы контроля. Разрушающие методы - это металлографический анализ на образцах, вырезанных из мест разрушения паяной конструкции (после разовых или циклических испытаний), а также механические испытания паяных образцов на растяжение, сжатие, срез и отрыв. Оптимальным вариантом для металлографических исследований является образец паяного соединения, не подвергавшийся растяжению при испытаниях.

Оптическая металлография позволяет на ранних стадиях оценить строение металла и определить его структурные составляющие, их качество, морфологию и распределение частиц, дефектность строения и при роду ее появления, химическую неоднородностъ, размеры и ориентацию зерен и т.д., а также выявить участки для дальнейшего более глубокого исследования с привлечением тонких методов, в том числе просвечивающей электронной микроскопии (растровые, эмиссионные, отражательные), стереологии (количественная металлография, рентгеноструктурный анализ, рентгеноспектральный анализ и т.д.). Электронные микроскопы используются для решения метал ловедческих проблем, так как с их помощью можно получить не только изображение с высоким разрешением (до 1Е), но и дифракционную карту исследуемой зоны структуры металла, выявить механизм распада твердого раствора, изучить строение границ зерен, дислокаций, дефектов упаковки; динамику изменения параметров решетки, плотности дислокаций и т. д.

Для определения примесей в металлах и их распределения используется рентгеноспектральный анализ. Он позволяет получить информацию о ликвации микросегрегации, идентификации фаз и т .д.

Выводы

Имея высокие технологические характеристики и широкую область применения жаропрочные и нержавеющие стали, однако, достаточно проблематичны в пайке. Наличие тяжело восстанавливаемых окисных пленок, затрудняющее пайку, является одной из основных проблем данных типов сталей. В связи с этим применяются специальные методы очистки поверхностей, флюсы и припои.

Для пайки нержавейки припоями на медной или никелевой основе целесообразно использовать более тугоплавкие флюсы № 200, 201, а при пайке серебряными припоями наиболее качественные соединения получают с применением флюсов № 284 или 209. Также используются флюсы на основе водного раствора хлористого цинка, с добавлением неорганических кислот и хлористых солей. Припои для пайки нержавеющих сталей: ПОС-61, ПСр45, ПСр40, ПСр25, ВПр2,ВПр4, ВПр1, ПЖ45.

Припои для пайки жаропрочных сплавов: кольманой 6, никробрейз, сольбрейз, ВПр1, ВПр2, ВПр4,ПСр72, ПСр60, ПСр45, припои по таким системам, как Ag-Си-Pd, Си-Си-Zn, Си-Ni-Mn и пр. Для пайки жаропрочных сталей используются флюсы на основе буры. Хорошо пригодны припои в составе которых содержатся тетраборат и фториды.

Пайка нержавеющих и жаропрочных сталей производится горелками, методом диффузии, в печах. Пайка паяльником практически не применяется.

Метод контроля качества определяется в зависимости от заданных производством характеристик. Можно отметить, что при пайке невозможно обойтись лишь одним из методов. Методы выбирают в зависимости от трех факторов: вида конструкции, материалов контролируемого соединения и технических требований к нему.

жаропрочный нержавеющий металл пайка

Список литературы

1. Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд. / В. Г. Сорокин и др.; Науч. С77 ред. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев - М.: "Интермет Инжиниринг", 2001. 608с.: ил. [c.393-396].

2. Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., "Машиностроение", 1988г.

3. http://www.prosvarky.ru/brazing/process/7.html

4. Квасницкий В. Ф. Сварка и пайка жаропрочных сплавов в судостроении.; Л: "Судостроение". 1986г.-224с.

5. http://svarkainfo.ru/rus/technology/payka/controlsoldering/

6. Лашко Н. Ф. и Лашко-Авакян С. В., Пайка металлов, М., 1959; Руководство по пайке металлов, пер. с англ., М., 1960.

Размещено на Allbest.ru