304不锈钢软钎焊用钎剂研究

摘要

近年来，304（0Cr18Ni9）不锈钢在―管路系统‖的应用越来越广泛。鉴于304不锈钢熔化焊和中、高温钎焊存在的由于晶间敏化、-Cl离子导致的钎缝腐蚀、泄漏问题经常发生，国内外相继研发出了304不锈钢软钎料，并采用软钎焊方法进行钎焊，但是钎剂活性始终达不到要求。本文基于活性成分的助焊机理和反应规律的研究，旨在研发出能与―304不锈钢钎焊用软钎料‖匹配使用、顺利实现304不锈钢低温钎焊（<300℃）的软钎剂配方。
　　试验选用有机亚锡盐、有机酸、有机胺三类活性物质复合作为活性剂（甲基磺酸亚锡、己二酸、三乙醇胺，22.0 wt.％、12.0 wt.%、7.0 wt.%）；采用配方均匀设计方法优化了一元醇、多元醇及醚复配的溶剂体系（异丙醇、丙三醇、乙二醇丁醚，复配比例为0.260：0.355：0.385，24.0 wt.%）；选择聚乙二醇（35.0 wt.%）作为成膜剂；采用正交试验方法优化并得到了最佳钎剂配方。在此基础上，通过添加乳化剂6500（0.5 wt.%）进行钎剂的―类固态‖处理以方便应用。对304不锈钢表面氧化膜与钎剂的反应及其去除机制进行了详细讨论；对钎焊接头的力学性能及钎剂的物理化学性能进行了测试和评估。
　　本试验研制的304不锈钢软钎焊用膏状钎剂型号为FS213C，其性能如下：Sn-Cu-Ni钎料配合该钎剂在304不锈钢表面的铺展面积为157.49mm2，比H3PO4-C2H5OH和ZnCl2-NH4Cl钎剂分别提高402.2%、387.7%；钎焊接头抗拉和抗剪强度分别为22.72MPa和33.93MPa，优于现有文献报道的数据；接头断口表面洁净，没有空洞、夹杂现象，说明钎剂净化和保护效果明显；钎缝水压试验结果达到20MPa，远大于不锈钢水管设计压力值和实际工作压力值；钎剂外观性能、腐蚀性能、填缝性能、工艺性能等均符合国家标准。
　　304不锈钢软钎焊用钎剂的研制为304不锈钢管件在工程上的广泛应用提供了关键的技术支持，可用于家用、商用―供水系统‖中304不锈钢管道的连接。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

注释表

缩略词

第一章 绪 论

1.1 304不锈钢焊接的研究现状

1.2 不锈钢钎焊用钎剂的研究现状

1.3 课题研究的背景及意义

1.4 本文的主要研究工作

第二章 试验过程及研究方法

2.1 试验研究的技术路线

2.2 试验材料及设备

2.3 试验设计方法

2.4 钎料铺展试验

2.5 钎缝力学性能试验

2.6 钎剂分类和性能评价

第三章 主要组分对新研制钎剂性能的影响

3.1 引言

3.2 钎剂主要组分的选择及其物理化学性质

3.3 单组分活性剂对铺展效果的影响

3.4 溶剂复配比例的优化

3.5 本章小结

第四章 304不锈钢软钎焊用钎剂配方优化

4.1 引言

4.3 钎剂类固态处理

4.4 钎剂各组分对钎剂性能的综合影响

4.5 本章小结

第五章 新研制钎剂的钎焊性能研究

5.1 引言

5.2 304不锈钢钎焊接头力学性能研究

5.3 304不锈钢水管钎焊接头的钎缝水压试验

5.4 新研制钎剂的分类和性能评价

5.5本章小结

第六章 结 论

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文