304不锈钢软钎焊用钎剂的研究.doc

中图分类号：TG425.1  论文编号：1028706 13-S034 学科分类号：080503 硕士学位论文 304 不锈钢软钎焊用钎剂研究  研究生姓名 学科、专业 研究方向 指导教师  管永星 材料加工工程 焊接新材料设计与制备 薛松柏 教授  南京航空航天大学 研究生院 材料科学与技术学院 二 О 一三年三月 Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Materials Science and Technology Development of Novel Flux for Soldering 304 Stainless Steel A Thesis in Materials Processing Engineering By Guan Yongxing Advised by Prof. Xue Songbai Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March, 2013 承诺书 本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和 致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可将学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书） 作者签名：  日  期： 南京航空航天大学硕士学位论文  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。 关键词：304 不锈钢，软钎剂，钎缝，氧化膜，钎焊性能 I 304 不锈钢软钎焊用钎剂研究 ABSTRACT In recent years, 304 stainless steel (0Cr18Ni9) is applied more and more widely in the pipeline system. However, welded joint corrosion and leakage problems often occur as a result of the intergranular sensitization and Cl- ion in 304 stainless stee