304型不銹鋼是工業(yè)上使用最廣泛的材料之一,匹配的焊接工藝是保證其接頭滿足更高使用要求的關(guān)鍵。真空釬焊技術(shù)因無污染、避免釬劑腐蝕接頭、易于去除氧化膜等優(yōu)勢在不銹鋼的焊接中被廣泛使用;其釬焊溫度、保溫時間等工藝參數(shù)直接影響釬縫組織特征,對接頭性能有很大的影響。本文選用5~50min的保溫時間和1000、1030、1060和1090℃四種釬焊溫度,考察了保溫時間和釬焊溫度對真空釬焊304不銹鋼接頭性能的影響。
母材為304型不銹鋼。釬料為采用真空霧化制粉技術(shù)制備的BNi76CrP鎳基釬料粉末,其主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:76Ni、14Cr、9P,其熔化溫度為884.9~895.7℃。采用VQB200型真空釬焊爐進(jìn)行釬焊,其極限真空度為7.7×10-4Pa,升壓率為0.5Pa/h,最高加熱溫度為1500℃,溫度均勻性為±5℃,升溫曲線由程序控制。釬焊試樣尺寸為60mm×20mm×2mm;釬焊接頭為搭接式?;颓?,用400#水磨砂紙沿縱向打磨試樣的待焊區(qū),去除其表面氧化膜;然后用乙醇擦拭,以去除油污。釬料粉末中加入7%的成膏體調(diào)成膏狀涂布在試樣接頭處,用量為0.2g。采用適當(dāng)?shù)膴A具將試樣固定后放入真空釬焊爐中進(jìn)行釬焊。
釬料與母材的相互擴散作用形成釬縫組織,其中P的化合物相主要形成于釬縫中心區(qū)域,Ni-Fe固溶體主要位于釬縫與母材的過渡區(qū),這兩部分組織的相對含量決定了真空釬焊304不銹鋼接頭的力學(xué)性能。在1000℃釬焊溫度下保溫時間為40min時釬縫中形成大量的Ni-Fe固溶體組織,使得在釬縫中心區(qū)域的Ni-Cr-P化合物相的連續(xù)性被打破,Ni3P脆性相幾乎被完全消除,接頭獲得良好的力學(xué)性能。釬焊溫度為1060℃、保溫時間為10min時,由于擴散作用Ni-Cr-P化合物相對變薄,固溶體占據(jù)大部分釬縫區(qū)域,因此具有較高的剪切強度。適當(dāng)?shù)谋貢r間和釬焊溫度有利于釬料與母材間元素擴散充分,從而形成良好的釬焊接頭。(榕霖)