減少釬焊后熱應(yīng)力可以從以下幾個(gè)方面著手:
- 盡量避免設(shè)計(jì)具有尖銳棱角、突然變化的截面或過長的結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@些地方容易引起應(yīng)力集中?刹捎脠A滑過渡的結(jié)構(gòu),如倒角、圓角等,使熱量在焊件中均勻分布,減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生。
- 對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊件,可考慮將其分解為多個(gè)簡單的部件進(jìn)行釬焊,然后再進(jìn)行組裝,這樣可以減少每個(gè)部件的熱變形和熱應(yīng)力,同時(shí)也便于控制釬焊過程中的溫度分布。
- 釬料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)盡量與母材相近,這樣在加熱和冷卻過程中,釬料與母材的收縮和膨脹程度相似,可有效減小兩者之間的熱應(yīng)力。例如,對于不銹鋼母材,可選擇鎳基釬料,其熱膨脹系數(shù)與不銹鋼較為匹配。
- 選擇活性良好的釬劑,能有效去除母材表面的氧化膜,使釬料更好地潤濕母材,形成良好的釬焊接頭,從而減少因釬料與母材結(jié)合不良而產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中。
- 采用合適的加熱方式,如均勻加熱、緩慢升溫等,避免局部過熱。例如,使用感應(yīng)加熱時(shí),可通過調(diào)整感應(yīng)線圈的形狀和位置,使焊件受熱均勻;采用爐中加熱時(shí),應(yīng)確保爐內(nèi)溫度均勻分布,并控制加熱速度,一般升溫速度不宜過快,以每分鐘 5 - 10℃為宜。
- 合理控制釬焊溫度和保溫時(shí)間。釬焊溫度過高或保溫時(shí)間過長,會使焊件熱應(yīng)力增大,還可能導(dǎo)致母材晶粒長大、釬料流失等問題。應(yīng)根據(jù)釬料和母材的特性,選擇合適的釬焊溫度和保溫時(shí)間。通常,釬焊溫度應(yīng)高于釬料熔點(diǎn) 20 - 50℃,保溫時(shí)間根據(jù)焊件的尺寸和厚度而定,一般在幾分鐘到幾十分鐘之間。
- 采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式,如緩慢冷卻或控制冷卻速度。在釬焊后,可將焊件放在石棉或保溫材料中緩慢冷卻,也可采用隨爐冷卻的方式,使焊件內(nèi)部的組織均勻化,減少熱應(yīng)力。對于一些對冷卻速度有特殊要求的焊件,可通過試驗(yàn)確定最佳的冷卻速度,并采用相應(yīng)的冷卻裝置進(jìn)行控制。
- 焊后可對焊件進(jìn)行去應(yīng)力退火處理,即將焊件加熱到一定溫度(一般為 400 - 600℃),保溫一段時(shí)間(1 - 3 小時(shí)),然后緩慢冷卻。這樣可以使焊件內(nèi)部的應(yīng)力得到松弛,降低熱應(yīng)力水平。
- 采用振動時(shí)效的方法,通過對焊件施加一定頻率和振幅的振動,使焊件內(nèi)部的微觀組織發(fā)生塑性變形,從而消除部分熱應(yīng)力。這種方法適用于一些形狀復(fù)雜、難以采用熱處理方法去應(yīng)力的焊件。
- 對于一些要求較高的焊件,可在釬焊后進(jìn)行機(jī)械加工,通過去除焊件表面的應(yīng)力集中層,降低熱應(yīng)力的影響。但在加工過程中,要注意控制加工參數(shù),避免產(chǎn)生新的應(yīng)力。
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