探究毛細(xì)作用對同芯釬焊的影響

1、探究毛細(xì)作用對同芯釬焊的影響摘要：同芯釬焊屮很難做到完全同芯，釬焊時在毛細(xì)作用下，在釬縫 間隙較小部位會出現(xiàn)釬料上移，形成釬料聚集的現(xiàn)象，同時造成其它部位 釬料不足或無釬料。有效的解決方法是在釬縫上部母材一側(cè)倒一個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：f407.471文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：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2種表面具有很好的潤濕性，鋪展面積相

4、同。由于釬料相同，潤濕的都是 鍍銀表面，因此它們的潤濕角和表面張力。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)過了鍍銀處理，釬焊時在 非金屬下方與金屬接觸部位放置了一個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 對應(yīng)的釬焊結(jié)果照片，從照片5 (a. b)可以看出：釬焊時焊縫中的釬料由于 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)形成一個半球, 該球已向母材蔓延，其中5(a)焊縫出現(xiàn)多處局部無釬料的情況;5(b)除聚 集的釬料半球外，其它焊縫沒有出現(xiàn)無釬料現(xiàn)象，解剖發(fā)現(xiàn)下部的釬料少 t,出現(xiàn)局部無釬料，原因是釬料向上發(fā)生了遷移;照片5(c)中釬料沒有在上部聚集，焊縫多處出現(xiàn)無釬料,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釬焊后焊料沒有出現(xiàn)向上 或向下的聚集。磨去聚集的釬料測量焊縫發(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寬的焊縫，過寬的焊縫會降低釬焊接頭的強(qiáng)度, 因此只能通過其它方式解決。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>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 了釬焊時釬料在焊縫的堆積和局部無釬料現(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釬料與母材的冶金結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的，加熱過 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，使釬料充滿縫隙形成完整 飽滿的釬縫。但冇時也會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)局部聚集和無焊料。解決的辦法是在焊縫上部倒一個不 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.長春工業(yè)大學(xué)學(xué) 報(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沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 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