铸铁蝶形阀密封面铜合金自动钎焊工艺的研究

摘要

铜基合金具有良好的抗擦伤性能以及良好的抗海水、抗大气腐蚀的性能，而且其塑性好，加工性能好，因而被广泛地应用于阀门密封面的制造。目前国内铸铁阀门密封面铜合金的熔敷，大部分都是采用手工氧乙炔火焰钎焊的方法进行，这种方法效率低，对人工要求较高；也有一部分采用等离子堆焊的方法来完成，但是成本较高。而相对而言，感应钎焊具有生产效率高、降低生产成本且易于实现自动化的优点，氩弧钎焊具有熔敷层成形良好、质量高，节能高效，且易于实现自动化等优点，因此可以应用在铸铁阀门密封面铜合金的熔敷。
　　 本文采取感应钎焊及氩弧钎焊两种方法实现铸铁蝶形阀环形密封面铜合金的熔敷，并研究了两种自动钎焊方法的工艺。通过对感应钎焊工艺的分析，得出铸铁蝶形阀密封面黄铜丝感应钎焊的最佳工艺为：工件与感应线圈的间距为8mm，感应线圈电流采取60A(10s)+100A(25s)的配合，焊剂选取成分组成(物质的量分数)为65％硼砂+15％Na3PO4+20％Na2CO3的配合。通过对氩弧钎焊工艺的分析，得出铸铁蝶形阀密封面锡磷青铜氩弧钎焊的最佳工艺为：焊接电流为130A，焊接速度为30cm/min，送丝速度为88.2cm/min，焊接电压为16V。通过对熔敷层宏观形貌以及微观组织的分析，可知通过感应钎焊及氩弧钎焊各自最佳工艺所得到的熔敷铜层具有良好的成形，铜层均匀铺展在铸铁基体之上，而且铸铁基体基本上不熔化，熔敷层中缺陷很少，性能优异。最后将几种钎焊方法进行比较，结果表明，使用感应钎焊和氩弧钎焊方法得到的铜合金熔敷层具有良好的组织及性能，且与手工氧乙炔氩弧钎焊相比，感应钎焊和氩弧钎焊都在很大程度上降低了钎焊成本，而且提高了钎焊效率。相对而言，感应钎焊的效率很高，而氩弧钎焊则极易实现钎焊过程的完全自动化。因此两种钎焊方法在铸铁阀门密封面铜合金自动钎焊方面具有各自独特的优势。
　　 目前关于国内外很少涉及关于铸铁与铜合金的感应钎焊，而关于氩弧钎焊的研究还很少，还没有引起足够的重视。本文对这两种方法应用于铸铁阀门密封面铜合金的熔敷进行了探索性研究，同时对其工艺进行了研究分析。感应钎焊方法铜合金用丝的形式加入，降低了成本，并对焊剂的成分进行了优化。氩弧钎焊方法能做到铸铁基体基本不熔化，解决了铁铜焊接易出现的“翻铁”现象。