स्टेनलेस स्टील का ब्रेज़िंग

स्टेनलेस स्टील का ब्रेज़िंग

1. ब्रेज़ेबिलिटी

स्टेनलेस स्टील ब्रेज़िंग में मुख्य समस्या यह है कि सतह पर ऑक्साइड फिल्म सोल्डर के गीला होने और फैलने को गंभीर रूप से प्रभावित करती है। विभिन्न स्टेनलेस स्टील्स में Cr की पर्याप्त मात्रा होती है, और कुछ में Ni, Ti, Mn, Mo, Nb और अन्य तत्व भी होते हैं, जो सतह पर विभिन्न प्रकार के ऑक्साइड या यहाँ तक कि मिश्रित ऑक्साइड भी बना सकते हैं। इनमें से, Cr और Ti के ऑक्साइड Cr2O3 और TiO2 काफी स्थिर होते हैं और इन्हें हटाना मुश्किल होता है। हवा में ब्रेज़िंग करते समय, इन्हें हटाने के लिए सक्रिय फ्लक्स का उपयोग करना आवश्यक है; सुरक्षात्मक वातावरण में ब्रेज़िंग करते समय, ऑक्साइड फिल्म को केवल उच्च शुद्धता वाले वातावरण में, कम ओस बिंदु और पर्याप्त उच्च तापमान पर ही कम किया जा सकता है; वैक्यूम ब्रेज़िंग में, अच्छे ब्रेज़िंग प्रभाव को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त वैक्यूम और पर्याप्त तापमान होना आवश्यक है।

स्टेनलेस स्टील ब्रेज़िंग की एक और समस्या यह है कि हीटिंग तापमान का बेस मेटल की संरचना पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का ब्रेज़िंग हीटिंग तापमान 1150 ℃ से अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा अनाज गंभीर रूप से बढ़ेगा; यदि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में स्थिर तत्व Ti या Nb नहीं है और इसमें उच्च कार्बन सामग्री है, तो संवेदीकरण तापमान (500 ~ 850 ℃) के भीतर ब्रेज़िंग से भी बचा जाना चाहिए। क्रोमियम कार्बाइड के अवक्षेपण के कारण संक्षारण प्रतिरोध को कम होने से रोकने के लिए। मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील के लिए ब्रेज़िंग तापमान का चयन अधिक सख्त है। एक है ब्रेज़िंग तापमान को शमन तापमान के साथ मिलाना, ताकि ब्रेज़िंग प्रक्रिया को ताप उपचार प्रक्रिया के साथ जोड़ा जा सके; दूसरा यह है कि ब्रेज़िंग के दौरान बेस मेटल को नरम होने से बचाने के लिए ब्रेज़िंग तापमान तड़के के तापमान से कम होना चाहिए वर्षा सख्त स्टेनलेस स्टील के टांकना तापमान चयन सिद्धांत मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील के समान है, अर्थात, सबसे अच्छा यांत्रिक गुण प्राप्त करने के लिए टांकना तापमान गर्मी उपचार प्रणाली से मेल खाना चाहिए।

उपरोक्त दो मुख्य समस्याओं के अलावा, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करते समय, विशेष रूप से कॉपर-ज़िंक फिलर धातु से ब्रेज़ करते समय, तनाव दरार की प्रवृत्ति होती है। तनाव दरार से बचने के लिए, ब्रेज़ करने से पहले वर्कपीस को तनाव-मुक्त एनीलिंग किया जाना चाहिए, और ब्रेज़ करने के दौरान वर्कपीस को समान रूप से गर्म किया जाना चाहिए।

2. ब्रेज़िंग सामग्री

(1) स्टेनलेस स्टील वेल्डमेंट्स की उपयोग आवश्यकताओं के अनुसार, स्टेनलेस स्टील वेल्डमेंट्स के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ब्रेज़िंग फिलर धातुओं में टिन लीड ब्रेज़िंग फिलर धातु, चांदी आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु, तांबा आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु, मैंगनीज आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु, निकल आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु और कीमती धातु ब्रेज़िंग फिलर धातु शामिल हैं।

टिन लेड सोल्डर का उपयोग मुख्यतः स्टेनलेस स्टील सोल्डरिंग के लिए किया जाता है, और यह उच्च टिन सामग्री के लिए उपयुक्त है। सोल्डर में टिन की मात्रा जितनी अधिक होगी, स्टेनलेस स्टील पर इसकी गीलापन क्षमता उतनी ही बेहतर होगी। कई सामान्य टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़ किए गए 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ों की कतरनी शक्ति तालिका 3 में सूचीबद्ध है। जोड़ों की कम शक्ति के कारण, इनका उपयोग केवल कम भार वहन क्षमता वाले भागों को ब्रेज़ करने के लिए किया जाता है।

तालिका 3 टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़्ड 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ की कतरनी शक्ति

स्टेनलेस स्टील को टांकने के लिए चांदी आधारित पूरक धातुएँ सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली पूरक धातुएँ हैं। इनमें से, चांदी तांबा जस्ता और चांदी तांबा जस्ता कैडमियम पूरक धातुओं का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि टांकने के तापमान का आधार धातु के गुणों पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। कई सामान्य चांदी आधारित सोल्डर से टांके गए ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ों की मजबूती तालिका 4 में दी गई है। चांदी आधारित सोल्डर से टांके गए स्टेनलेस स्टील जोड़ों का उपयोग अत्यधिक संक्षारक माध्यमों में बहुत कम किया जाता है, और जोड़ों का कार्य तापमान आमतौर पर 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होता है। निकल के बिना स्टेनलेस स्टील को टांकते समय, आर्द्र वातावरण में टांके गए जोड़ के संक्षारण को रोकने के लिए, अधिक निकल युक्त टांकने वाले पूरक धातु का उपयोग किया जाना चाहिए, जैसे b-ag50cuzncdni। मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील को टांकते समय, आधार धातु को नरम होने से बचाने के लिए, 650 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान वाले टांकने वाले पूरक धातु का उपयोग किया जाना चाहिए, जैसे b-ag40cuzncd। सुरक्षात्मक वातावरण में स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करते समय, सतह पर ऑक्साइड फिल्म को हटाने के लिए, लिथियम युक्त सेल्फ ब्रेज़िंग फ्लक्स का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि b-ag92culi और b-ag72culi। निर्वात में स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करते समय, जब फिलर धातु में Zn और CD जैसे आसानी से वाष्पित होने वाले तत्व न हों, तब भी अच्छी गीलापन बनाए रखने के लिए, Mn, Ni और RD जैसे तत्वों से युक्त सिल्वर फिलर धातु का चयन किया जा सकता है।

तालिका 4: चांदी आधारित भराव धातु से ब्रेज़्ड ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ की मजबूती

विभिन्न स्टील्स को ब्रेज़ करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कॉपर आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु मुख्य रूप से शुद्ध कॉपर, कॉपर निकल और कॉपर मैंगनीज कोबाल्ट ब्रेज़िंग फिलर धातु हैं। शुद्ध कॉपर ब्रेज़िंग फिलर धातु का उपयोग मुख्य रूप से गैस संरक्षण या वैक्यूम के तहत ब्रेज़िंग के लिए किया जाता है। स्टेनलेस स्टील के जोड़ का कार्य तापमान 400 ℃ से अधिक नहीं है, लेकिन जोड़ में ऑक्सीकरण प्रतिरोध कम है। कॉपर निकल ब्रेज़िंग फिलर धातु का उपयोग मुख्य रूप से फ्लेम ब्रेज़िंग और इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए किया जाता है। ब्रेज़्ड 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ की ताकत तालिका 5 में दी गई है। यह देखा जा सकता है कि जोड़ में आधार धातु के समान ताकत है, और काम करने का तापमान अधिक है। Cu Mn co ब्रेज़िंग फिलर धातु का उपयोग मुख्य रूप से सुरक्षात्मक वातावरण में मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करने के लिए किया जाता है उदाहरण के लिए, b-cu58mnco सोल्डर के साथ ब्रेज़ किए गए 1Cr13 स्टेनलेस स्टील जोड़ का प्रदर्शन b-au82ni सोल्डर के साथ ब्रेज़ किए गए समान स्टेनलेस स्टील जोड़ के समान ही होता है (तालिका 6 देखें), लेकिन उत्पादन लागत बहुत कम हो जाती है।

तालिका 5 उच्च तापमान तांबा आधारित भराव धातु के साथ ब्रेज़्ड 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जोड़ की कतरनी शक्ति

तालिका 6 1Cr13 स्टेनलेस स्टील ब्रेज़्ड जोड़ की कतरनी शक्ति

मैंगनीज़ आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातुओं का उपयोग मुख्यतः गैस-शील्ड ब्रेज़िंग के लिए किया जाता है, और गैस की शुद्धता उच्च होनी चाहिए। आधार धातु के कणिकाओं के विकास से बचने के लिए, 1150°C से कम ब्रेज़िंग तापमान वाली संबंधित ब्रेज़िंग फिलर धातु का चयन किया जाना चाहिए। मैंगनीज़ आधारित सोल्डर से ब्रेज़ किए गए स्टेनलेस स्टील जोड़ों के लिए संतोषजनक ब्रेज़िंग प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है, जैसा कि तालिका 7 में दिखाया गया है। जोड़ का कार्य तापमान 600°C तक पहुँच सकता है।

तालिका 7 मैंगनीज आधारित भराव धातु से ब्रेज़्ड lcr18ni9fi स्टेनलेस स्टील जोड़ की कतरनी शक्ति

जब स्टेनलेस स्टील को निकल आधारित भराव धातु से ब्रेज़ किया जाता है, तो जोड़ का उच्च तापमान पर अच्छा प्रदर्शन होता है। इस भराव धातु का उपयोग आमतौर पर गैस-शील्ड ब्रेज़िंग या वैक्यूम ब्रेज़िंग के लिए किया जाता है। इस समस्या को दूर करने के लिए कि जोड़ निर्माण के दौरान ब्रेज़्ड जोड़ में अधिक भंगुर यौगिक उत्पन्न होते हैं, जो जोड़ की मजबूती और प्लास्टिसिटी को गंभीर रूप से कम कर देते हैं, जोड़ के बीच के अंतराल को न्यूनतम किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सोल्डर में भंगुर चरण बनाने में आसान तत्व पूरी तरह से आधार धातु में विसरित हो जाएँ। ब्रेज़िंग तापमान पर लंबे समय तक धारण करने के कारण आधार धातु के कणों के विकास को रोकने के लिए, वेल्डिंग के बाद कम तापमान (ब्रेज़िंग तापमान की तुलना में) पर अल्पकालिक धारण और विसरण उपचार के प्रक्रिया उपाय अपनाए जा सकते हैं।

स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करने के लिए उपयोग की जाने वाली उत्कृष्ट धातु ब्रेज़िंग फिलर धातुओं में मुख्य रूप से स्वर्ण-आधारित फिलर धातुएँ और पैलेडियम युक्त फिलर धातुएँ शामिल हैं, जिनमें से सबसे विशिष्ट हैं b-au82ni, b-ag54cupd और b-au82ni, जिनमें अच्छी गीलापन क्षमता होती है। ब्रेज़्ड स्टेनलेस स्टील के जोड़ में उच्च तापमान शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध होता है, और अधिकतम कार्य तापमान 800 ℃ तक पहुँच सकता है। B-ag54cupd में b-au82ni के समान विशेषताएँ हैं और इसकी कीमत कम है, इसलिए यह b-au82ni का स्थान ले लेता है।

(2) फ्लक्स और भट्ठी के वातावरण में स्टेनलेस स्टील की सतह पर Cr2O3 और TiO2 जैसे ऑक्साइड होते हैं, जिन्हें केवल प्रबल सक्रिय फ्लक्स के उपयोग से ही हटाया जा सकता है। जब स्टेनलेस स्टील को टिन लेड सोल्डर से ब्रेज़ किया जाता है, तो उपयुक्त फ्लक्स फॉस्फोरिक अम्ल का जलीय विलयन या जिंक ऑक्साइड हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का विलयन होता है। फॉस्फोरिक अम्ल के जलीय विलयन का सक्रिय समय कम होता है, इसलिए तीव्र तापन की ब्रेज़िंग विधि अपनानी चाहिए। सिल्वर आधारित भराव धातुओं के साथ स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करने के लिए Fb102, fb103 या fb104 फ्लक्स का उपयोग किया जा सकता है। कॉपर आधारित भराव धातुओं के साथ स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़ करते समय, उच्च ब्रेज़िंग तापमान के कारण fb105 फ्लक्स का उपयोग किया जाता है।

भट्ठी में स्टेनलेस स्टील को टांकते समय, निर्वात वातावरण या हाइड्रोजन, आर्गन और अपघटन अमोनिया जैसे सुरक्षात्मक वातावरण का अक्सर उपयोग किया जाता है। निर्वात ब्रेज़िंग के दौरान, निर्वात दाब 10-2Pa से कम होना चाहिए। सुरक्षात्मक वातावरण में टांकते समय, गैस का ओसांक -40 ℃ से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि गैस की शुद्धता पर्याप्त नहीं है या ब्रेज़िंग तापमान अधिक नहीं है, तो थोड़ी मात्रा में गैस ब्रेज़िंग फ्लक्स, जैसे बोरॉन ट्राइफ्लोराइड, को वातावरण में मिलाया जा सकता है।

2. ब्रेज़िंग तकनीक

स्टेनलेस स्टील को ब्रेज़िंग से पहले और भी अच्छी तरह साफ़ करना ज़रूरी है ताकि ग्रीस और तेल की परत हट जाए। सफाई के तुरंत बाद ब्रेज़िंग करना बेहतर होता है।

स्टेनलेस स्टील ब्रेज़िंग में ज्वाला, प्रेरण और भट्ठी माध्यम हीटिंग विधियों का उपयोग किया जा सकता है। भट्ठी में ब्रेज़िंग के लिए भट्ठी में एक अच्छा तापमान नियंत्रण प्रणाली (ब्रेज़िंग तापमान का विचलन ± 6 ℃ होना आवश्यक है) होना चाहिए और इसे जल्दी ठंडा किया जा सकता है। जब ब्रेज़िंग के लिए हाइड्रोजन को परिरक्षण गैस के रूप में उपयोग किया जाता है, तो हाइड्रोजन की आवश्यकताएं ब्रेज़िंग तापमान और आधार धातु की संरचना पर निर्भर करती हैं, अर्थात, ब्रेज़िंग तापमान जितना कम होता है, आधार धातु में उतना ही अधिक स्टेबलाइज़र होता है, और हाइड्रोजन के लिए उतना ही कम ओस बिंदु की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, 1Cr13 और cr17ni2t जैसे मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स के लिए, 1000 ℃ पर ब्रेज़िंग करते समय, हाइड्रोजन का ओस बिंदु -40 ℃ से कम होना आवश्यक है; स्टेबलाइज़र के बिना 18-8 क्रोमियम निकल स्टेनलेस स्टील के लिए, 1150 ℃ पर ब्रेज़िंग के दौरान हाइड्रोजन का ओस बिंदु 25 ℃ से कम होगा; हालाँकि, टाइटेनियम स्टेबलाइज़र युक्त 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील के लिए, 1150 ℃ पर ब्रेज़िंग करते समय हाइड्रोजन ओसांक -40 ℃ से कम होना चाहिए। आर्गन सुरक्षा के साथ ब्रेज़िंग करते समय, आर्गन की शुद्धता अधिक होनी चाहिए। यदि स्टेनलेस स्टील की सतह पर तांबा या निकल चढ़ाया जाता है, तो परिरक्षण गैस की शुद्धता की आवश्यकता कम हो सकती है। स्टेनलेस स्टील की सतह पर ऑक्साइड फिल्म को हटाने के लिए, BF3 गैस फ्लक्स भी मिलाया जा सकता है, और लिथियम या बोरॉन युक्त सेल्फ फ्लक्स सोल्डर का भी उपयोग किया जा सकता है। स्टेनलेस स्टील को वैक्यूम ब्रेज़िंग करते समय, वैक्यूम की डिग्री की आवश्यकता ब्रेज़िंग तापमान पर निर्भर करती है। ब्रेज़िंग तापमान में वृद्धि के साथ, आवश्यक वैक्यूम को कम किया जा सकता है।

टांकना के बाद स्टेनलेस स्टील की मुख्य प्रक्रिया अवशिष्ट फ्लक्स और अवशिष्ट प्रवाह अवरोधक को साफ करना और यदि आवश्यक हो तो टांकना के बाद ऊष्मा उपचार करना है। उपयोग किए गए फ्लक्स और टांकना विधि के आधार पर, अवशिष्ट फ्लक्स को पानी से धोया जा सकता है, यांत्रिक रूप से साफ किया जा सकता है या रासायनिक रूप से साफ किया जा सकता है। यदि जोड़ के पास गर्म क्षेत्र में अवशिष्ट फ्लक्स या ऑक्साइड फिल्म को साफ करने के लिए अपघर्षक का उपयोग किया जाता है, तो रेत या अन्य गैर-धात्विक सूक्ष्म कणों का उपयोग किया जाएगा। मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील और अवक्षेपण सख्त स्टेनलेस स्टील से बने भागों को टांकना के बाद सामग्री की विशेष आवश्यकताओं के अनुसार ऊष्मा उपचार की आवश्यकता होती है। Ni Cr B और Ni Cr Si भराव धातुओं के साथ टांकना