不锈钢的钎焊

不锈钢的钎焊

不锈钢定义是主要加铬元素使钢处钝化状态，就是具有不锈特性的钢。不锈钢是主要为Cr-Fe系和Cr-Fe-Ni系三元合金。铁是基体，铬是主要的合金元素。为

了使钢具有不锈的特性，ω（Cr）必须高于12%。此时，钢的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电位和氧化介质中的耐腐蚀性发生突变性提高。

在非氧化介质（HCl、H2SO4）中，其实铬的作用并不明显，除铬外，不锈钢中还

须加入能使钢钝化的Ni、Mo等元素，加入合金元素基本上分为两类：

一类是形成或者稳定奥氏体的元素：如碳。镍、锰、氮等，其中碳和氮使用程度

最大；另一类是缩小或者封闭γ相即形成铁素体的元素：如铬、硅、钼、钛、铌、铝等。由于合金元素的不同，不锈钢在温室下呈现不同的组织。根据其组织不同，不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

在各种类型的不锈钢中奥氏体不锈钢的应用最为广泛，品种也最多。由于奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高，因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良

好的耐腐蚀性。奥氏体不锈钢的塑韧性优良，冷热加工性能俱佳，因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备、石油、化工、原子能、航空

和航天等工业领域。

为突出对比性，特列出钢碳的相应的物理性能。碳钢密度与不锈钢差别不大。电阻率则按碳钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢顺序递增。奥氏体不锈钢的电阻率可达碳钢的5倍左右。奥氏体不锈钢的线胀系数比碳钢的约大50%，而马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线胀系数大体上和碳钢的相等。奥氏体不锈钢的热导率比碳钢的低，仅为其1/3左右。另二类不锈钢的热导率为碳钢的1/2左右。

不锈钢的钎焊性

1. 表面氧化膜。如上所述，不锈钢除含主要合金元素铬外，往往还含镍、锰、

钛、钼、铌、铝等元素。在表面上形成的主要氧化物有Me2O3（Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti）和MeO·Me”2O3 （Me’= Fe、Ni、Mn；Me”= Cr、Fe、Ni、Mn、Ti）两大类。其中Cr2O3和TiO2相当稳定，比较难以去除。在空气中钎焊时必须采

用活性强的钎剂以清除这些氧化物；在保护气氛中钎焊时，只有在低露点的高纯气氛和足够高的温度下氧气膜才能被还原；真空钎焊时，要求良好的真空度

（10-2Pa以上）和足够高的温度，才能取得良好的效果。

2.钎焊加热温度。对铁素体不锈钢来说，只要钎焊加热温度不使其晶粒发生猛烈长大，即可认为合适。

对马氏体不锈钢来说，钎焊加热温度对性能的影响极大，因为马氏体不锈钢是在

淬火回火状态下使用的。马氏体不锈钢的钎焊加热温度有两种选择：一种是钎焊

加热温度与淬火温度相匹配。例如对1Crl3和2Crl3不锈钢来说，选择1000~1050℃的钎焊加热温度，钎焊完毕后快速冷却，达到母材淬火的目的，然后再进行回火，

这样可以获得最佳的综合力学性能。另一种是将钎焊温度选择在低于钢的回火温度，例如对lCrl3不锈钢来说低于700℃。这样，已淬火回火的母材在钎焊过程

中也不会发生软化现象，母材仍保持原有的综合性能。

对奥氏体不锈钢来说钎焊加热温度不宜过高。当钎焊温度高于1150℃时，晶粒

开始猛烈长大。奥氏体不锈钢晶粒一旦长大，就不能再用热处理方法使其晶粒细化。所以在选择钎料和钎焊工艺参数时，应避免在1150℃以上长时间加热。不

含稳定元素钛或铌而含碳量又较高的奥氏体不锈钢，如lCrl8Ni9、2Crl8Ni9等，当停留在500~750℃范围内时，碳化铬将沿晶界析出，造成晶界贫铬，在腐蚀介

质中使用极易产生晶间腐蚀。因此这类钢应避免在此温度区间内钎焊。

奥氏体-铁素体钢的钎焊加热温度同样不宜过高，以免晶粒长大。

沉淀硬化不锈钢的钎焊加热温度的选择原则上与马氏体不锈钢相同，即钎焊加热

温度必须与钢的热处理制度相匹配，以获得最佳力学性能。

3.奥氏体不锈钢有应力开裂的倾向，应在去除内应力的状态下进行钎焊。

不锈钢的表面准备。不锈钢表面的清洗方法包括气相除油；溶剂氢氧化钠除油；

喷吵或喷丸；用钢丝刷或不锈钢棉擦拭或砂布打磨和酸洗等。对于批量生产的工件可以用以下酸洗液清洗（质量分数）：

1、10%H2SO4，15%HCl，5%HNO3，余量水。酸洗温度100℃，酸洗时间30s。然后用15%HNO3水溶液作为光泽处理，溶液温度100℃，时间约10s。

2、10%HNO3，6%H2SO4，50g/LHF的水溶液，酸洗温度20℃，酸洗时间10min。酸洗后用60~70℃的热水仔细洗涤10min，然后在60~70℃的热空气中干燥。

3、15%HNO3，50g/LNaF，85%的H2O溶液，室温下浸蚀5~10min，然后用热水洗涤，再在100~120℃温度下烘干。

第一种溶液适用于厚件表面的厚氧化皮。后两种溶液用于薄件表面的薄氧化膜。

酸洗应严格按工艺规程进行以免产生过腐蚀。

不锈钢的软钎焊：软钎焊的钎焊温度低，对不锈钢性能本身的影响极小。软钎焊主要用锡铅钎料，以锡含量高的锡铅钎料为宜，如HLSn63Pb、HLSn60Pb、HLSn50Pb 和HLSn40Pb，因为这些钎料的润湿性好。也可用锡银钎料。钎剂的选择是关键。必须采用活性强的钎剂以去除表面的氧化膜。常用的钎剂有两种：一种是正磷酸水溶液（H3PO4960g，H2O445g）；另一种是氯化锌盐酸水溶液（ZnCl2 1360g NH4C1 140g，HCl 85g，H2O 4L）。磷酸水溶液的活性时

间短，必须采用快速加热的钎焊方法。钎剂残渣具有强腐蚀性，钎焊后必须清洗干净。

不锈钢的硬钎焊：硬钎焊是不锈钢的主要钎焊方法。