探究毛細(xì)作用對(duì)同芯釬焊的影響

1、探究毛細(xì)作用對(duì)同芯釬焊的影響摘要：同芯釬焊屮很難做到完全同芯，釬焊時(shí)在毛細(xì)作用下，在釬縫 間隙較小部位會(huì)出現(xiàn)釬料上移，形成釬料聚集的現(xiàn)象，同時(shí)造成其它部位 釬料不足或無(wú)釬料。有效的解決方法是在釬縫上部母材一側(cè)倒一個(gè)200以 上的角，這樣可以減小毛細(xì)作用力，避免了釬焊出現(xiàn)焊縫釬料堆積和局部 無(wú)釬料情況發(fā)生。關(guān)鍵詞:毛細(xì)作用；影響;釬焊中圖分類號(hào)：f407.471文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1實(shí)驗(yàn)部分1. 1實(shí)驗(yàn)材料釬焊實(shí)驗(yàn)用母材分別是:鍍銀4j29可伐環(huán)，非金屬鍍銀圓片。釬料為 sn-ag合金,釬焊結(jié)構(gòu)如圖1所示，黑色部分是釬料填充部位，它分布于鍍銀 圓片下部和側(cè)面。圖2圖2是非金屬鍍銀圓片，在圓片

2、的丿制圍和側(cè)面鍍一層與釬焊部位大小相同的金屬銀。圖1釬焊部位結(jié)構(gòu)圖12實(shí)驗(yàn)方法在鍍銀圓片下面放置一個(gè)厚度0. 15mm的sn ag合金釬料環(huán)，環(huán)的外徑 和內(nèi)徑與釬焊接觸面大小相同。為y考察不同釬縫大小產(chǎn)生的毛細(xì)作用 情況，分別設(shè)計(jì)制備了不同直徑的鍍銀圓片，使其在鍍銀圓片和可伐合金 的釬焊位置形成0. 3mm> 0. 5mm> 0. 8mm> 1.5mm的間隙，高度與鍍銀圓片厚 度相同的釬料環(huán)。組裝好的釬焊件，放人真空爐，升溫到300°c,保溫lomino 隨爐冷卻，取出樣件，觀察釬料的分布情況。2結(jié)果與討論圖3液體潤(rùn)濕管壁圖2. 1理論分析毛細(xì)管作用的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

3、式屮h 一液面上升的高度,a 液體的表面張力,0 液體與釬焊壁形 成的接觸和，p 一液體密度,g 一重力加速度,r1/2釬縫寬度,詳見圖3,圖 3是毛細(xì)管作用的典型圖示。從表達(dá)式可以看出，毛細(xì)管中液體上升的高度h,與毛細(xì)管的半徑r和液體密度成反比，與液體表面張力成正比。顯然，不僅在具有圓形截面的毛 細(xì)管中才產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象，在任何一個(gè)狹窄的管子、裂開、縫隙和細(xì)孔中 都能產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象。2. 2潤(rùn)濕試驗(yàn)圖4是sn ag合金釬料0. 059在鍍銀4j29可伐表面和非金屬鍍銀表 面的潤(rùn)飾情況，試驗(yàn)在相同條件下進(jìn)行,300°c,保溫10mino可以看出釬料 對(duì)2種表面具有很好的潤(rùn)濕性，鋪展面積相

4、同。由于釬料相同，潤(rùn)濕的都是 鍍銀表面，因此它們的潤(rùn)濕角和表面張力。相同。圖4釬料在鍍銀非金屬表|何(左)和鍍銀4j29可伐表|何(右)的潤(rùn)濕照 片2. 3釬焊試驗(yàn)圖4屮的母材4j34和非金屬釬焊部位表面經(jīng)過(guò)了鍍銀處理，釬焊時(shí)在 非金屬下方與金屬接觸部位放置了一個(gè)大小與釬焊面積相等的釬料環(huán)，厚 度為0巧mm;在側(cè)面分別放置了高度與釬焊部位母材相同，厚度為0.3、 0. 5> 0.8、1. 5 (mm)的釬料環(huán)。圖5 (a> b、c、d、e)是與上述釬料厚度相 對(duì)應(yīng)的釬焊結(jié)果照片，從照片5 (a. b)可以看出：釬焊時(shí)焊縫中的釬料由于 釬焊件縫隙存在不同芯情況，在毛細(xì)作用下釬料聚集于

5、一點(diǎn)形成一個(gè)半球, 該球已向母材蔓延，其中5(a)焊縫出現(xiàn)多處局部無(wú)釬料的情況;5(b)除聚 集的釬料半球外，其它焊縫沒(méi)有出現(xiàn)無(wú)釬料現(xiàn)象，解剖發(fā)現(xiàn)下部的釬料少 t,出現(xiàn)局部無(wú)釬料，原因是釬料向上發(fā)生了遷移;照片5(c)中釬料沒(méi)有在上部聚集，焊縫多處出現(xiàn)無(wú)釬料,從下部觀察發(fā)現(xiàn)釬料向下聚集于釬縫處, 見5(e) o從5(d)可以看出，當(dāng)焊縫增加到1. 5nini釬焊后焊料沒(méi)有出現(xiàn)向上 或向下的聚集。磨去聚集的釬料測(cè)量焊縫發(fā)現(xiàn)，釬料聚集的部位焊縫間隙 比其它部位小0. 01、002mmo結(jié)合公式結(jié)合公式可以得出在a> e、p、g相同的條件下,r越小則h越大，反乙 增大h變小，這與本釬焊試驗(yàn)結(jié)果

6、完全吻合。上述結(jié)果表明，要消除不同芯 釬焊造成的焊縫釬料聚集和部分焊縫無(wú)釬料現(xiàn)象，加寬焊縫是一種辦法， 但在實(shí)際釬焊中不允許有過(guò)寬的焊縫，過(guò)寬的焊縫會(huì)降低釬焊接頭的強(qiáng)度, 因此只能通過(guò)其它方式解決。反復(fù)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，解決同芯釬焊中局部釬縫較小所導(dǎo)致的釬料堆積或 局部位焊縫無(wú)釬料最好的辦法是有效地利用毛細(xì)作用原理:釬縫間隙越大, 毛細(xì)作用越小，反之則越大。具體做法是在焊縫上部可伐材料一側(cè)倒一 個(gè)>200的角，該倒角加大了焊縫上部間隙，有效地減小了毛細(xì)作用力，克服 了釬焊時(shí)釬料在焊縫的堆積和局部無(wú)釬料現(xiàn)象發(fā)牛,滿足釬焊接頭強(qiáng)度需在釬焊中母材間連接是通過(guò)釬料與母材的冶金結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，加熱過(guò) 程中

7、熔化的釬料在釬縫中必然存在著毛細(xì)現(xiàn)象，在大多數(shù)釬焊中毛細(xì)現(xiàn)象 具有積極作用，它促進(jìn)了釬料在釬縫中的流動(dòng)，使釬料充滿縫隙形成完整 飽滿的釬縫。但冇時(shí)也會(huì)造成釬焊的不良情況發(fā)生。在同芯釬焊屮由于很 難做到外環(huán)與內(nèi)圓絕對(duì)同芯，它們之間存在著不等縫隙情況，其中縫隙較 小的部位釬焊時(shí)寬縫處的釬料在毛細(xì)管作用下流向窄縫處,釬料在這里形 成聚積，造成釬縫中釬料分布不均勻，甚至出現(xiàn)部分釬縫無(wú)釬料的情況。本 文將討論解決同芯釬焊中毛細(xì)管作用造成的釬料分布不均勻情況。3結(jié)論本文研究了同芯部件舒焊中，由于存在偏芯情況在毛細(xì)管作用下，導(dǎo) 致焊縫屮釬料出現(xiàn)局部聚集和無(wú)焊料。解決的辦法是在焊縫上部倒一個(gè)不 小于200的角，該角降低了毛細(xì)管作用，從而克服了焊料不能均勻分布于焊 縫的現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)：1 范猛h68黃銅釬焊q235鋼規(guī)范參數(shù)的選釋j.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué) 報(bào)(自然科學(xué)版).2003(03)2 印有勝高壓管接頭的氫氣爐中釬焊j沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1995(02)3 周忠良爐中釬焊j機(jī)械工人.熱加工.2004(08)4 郭晶翅片管電感應(yīng)釬焊