爐中釺焊

爐中釺焊是在某種保護性氣氛下或真空中進行，保護氣氛有氫氣、分解氨和氬氣。 氬氣屬於惰性氣體。

不鏽鋼的爐中釺焊一般是在某種保護性氣氛下或真空中進行，保護氣氛有氫氣、分解氨和氬氣。
乾燥的氫氣或分解氨常用做爐中釺焊不鏽鋼時的還原性保護氣氛，它們可還原不鏽鋼表面的氧化膜，並保護不鏽鋼表面在釺焊時不再氧化。一般要求氫氣或分解氨的露點低於-40℃，但也要考慮保護氣體的露點要與釺焊溫度及母材的成分相適應。釺焊溫度越低、不鏽鋼表面氧化膜越穩定，要求氫氣露點越低。使用分解氨作保護氣氛時，必須保證NH3完全分解，避免殘餘的NH3使不鏽鋼表面氮化。
使用氫氣或分解氨作保護氣氛的好處是：可實現釺焊爐的連續工作，便於大批量生產；釺焊過程中不需使用釺劑，且焊後工件光亮，無需任何焊後工件表面清理工作；可配合選用的釺料品種多；在批量生產條件下焊接成本低。但是使用氫氣或分解氨作保護氣氛時要注意生產安全，當空氣中混有4％～74％的氫氣或1.25％～27％氨氣時，會因燃燒而產生爆炸。
作為惰性氣體，氬氣可用作爐中釺焊不鏽鋼時的保護氣氛。與氫氣和分解氨不同，氬氣不具有還原性，只是利用其惰性保護不銹銅表面在釺焊過程中不氧化。所以不銹銅進爐釺焊前必須徹底清除其表面的氧化膜，並且一般要求氳氣的露點低於40℃。
使用氬氣作保護氣氛一般是因為以下某種或多種原因：可採用含高蒸汽壓元素的釺料，如錳基釺料或含錳較多的釺料；單件或小批量釺焊時，設備成本低；不鏽鋼與異種材料釺焊時避免某些材料與爐內氣氛的反應，如在含氫氣氛中釺焊連線不鏽鋼與鈦合金時，鈦合金吸氫並與氫反應；生產過程安全。
使用氬氣作保護氣氛時，常見的做法是將真空爐抽至高真空後(10-2～10-3Pa)充入少量氬氣，關閉爐體氣閥後升溫。或者在特製的密封容器內通人流動的氬氣，將空氣趕淨後，容器放入馬弗爐內加熱。也可在趕淨空氣後，關閉氣路，容器放入馬弗爐內加熱，但在升溫過程中要隨時注意容器內的壓力，當容器內壓力超過大氣壓較多時應隨時放出一些氣體以保證容器完好和生產安全。使用特製的容器還有另一個便利：當使用未經淨化的普通瓶裝氬氣時，可向釺焊爐內通人少許BF3氣體釺劑，或加入少許氟硼酸鉀，氟硼酸鉀在800～900℃分解產生BF3。BF3可以去除金屬表面的氧化物，促進釺料的潤濕。氣體釺劑的使用濃度一般控制在0.1％-0.001％(體積分數)，避免焊後形成殘渣。氟化物對人體有害，要注意工作場地的通風。
在真空爐中釺焊不鏽鋼是一種常用且理想的方法。釺焊不鏽鋼時一般要求真空度達到10-2～10-3Pa，並且要求真空爐的氣體泄漏率小於10-2Pa小。使用真空爐釺焊不鏽鋼的好處是：可避免不鏽鋼的氧化；可避免釺焊爐內氣氛對母材的不良影響；真空爐升、降溫速度慢，工件不變形或變形量很小；無論以何種方式添加釺料均不會在接頭內形成氣孔；無需消耗保護性氣體；無需氣體淨化裝置；無安全隱患；帶有充氣及快冷風扇裝置的真空爐同樣具有較高的生產率，並可實現釺焊與焊後工件熱處理的結合。
在氫氣或分解氨氣氟爐中釺焊不鏽鋼可使用紫銅、銅基、銀基、錳基、鎳基和金基釺料。在氬氣氛爐中釺焊不鏽鋼可使用銅基、銀基、錳基、金基釺料。在真空爐中釺焊不鏽鋼可採用紫銅、不容易蒸發元素(Zn、Cd)或僅含少量高蒸汽壓元素(Mn)的銅基和銀基釺料、鎳基釺料和金基釺料。使用鎳基釺料釺焊不鏽鋼薄件時，要選擇對母材溶蝕傾向小的釺料。爐中釺焊時影響釺焊接頭性能，特別是力學性能的主要工藝參數包釺焊溫度、保溫時間。釺焊溫度一般選擇在釺料液相線溫度以上50～100℃，保溫時間在5～10min。當工件較大時，可在升溫過程中釺料固相線溫度以下某溫度保溫一段時間，確保工件溫度均勻。使用鎳基釺料時，除了釺焊溫度和保溫時間外，釺縫間隙也是接頭強度和塑性的決定因素之一。為降低釺料的熔點，鎳基釺料中吉有較多的硼、矽、磷，它們在釺料組織中以脆性的硼化物、矽化物、磷化物形式存在。釺焊時在一定的釺焊溫度和保溫時間下，當釺縫間隙小於某一數值，硼、矽、磷向母材擴散充分，凝固後釺縫組織為鎳基固溶體，釺縫強度高、塑性好。此數值稱作該釺料在此釺焊溫度和保溫時間下的最大釺焊間隙。當釺縫間隙超過最大間隙，釺縫中硼、矽、磷向母材擴散不充分，釺縫中會存在脆性化合物，釺縫的強度和塑性都會下降。而且在一定範圍內，釺縫越寬。釺縫中脆性相越多，接頭的強度和塑性越低。