SU1625632A1

SU1625632A1 - Electrode for gas brazing

Info

Publication number: SU1625632A1
Application number: SU884603548A
Authority: SU
Inventors: Василий Бонифатьевич Черногоренко; Анатолий Николаевич Писарев; Мухан Джумагалиевич Атабаев
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1988-09-13
Filing date: 1988-09-13
Publication date: 1991-02-07

Abstract

Изобретение относитс к области пайки , в частности к составу покрыти электродов , примен емых дл пайки меди и медных сплавов с газопламенным нагревом, и может быть использовано в различных отрасл х промышленности. Цель изобретени - упрощение производства па льных прутков и повышение механических свойств па ных соединений. Покрытие электродов имеет следующий состав, мас.%: порошок технического фосфида меди 50-75; порошок мед- но-фосфорной лигатуры 15-25; порошок никел 3-13; порошок ферроалюмоциркониевой лигатуры 2-5; св зующее 5-7, при этом порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас.%: фосфор 8,0-9,5; медь остальное; ферроалюмсциркониева лигатура содержит, мас.%: цирконий 15-21; алюминий 19-26; кремний до 3; железо остальное; технический фосфид меди содержит, мас.%: фосфор 13-14; медь остальное. В качестве стержн использована проволока из меди М1, латуни Л63, бронзы БрОЦ 4-3 и БрОФ 6.5-0,4. Температура пайки данным электродом находитс в пределах 680-740&deg;С в зависимости от состава стержн . Площадь растекани по латуни Л63 составл ет 420 мм . Прочность па ных соединений из латуни Л63 находитс з пределах 300-350 МПа, а ударна в зкость 2-3,3 кгс/см , величина нахлестки в этом случае составл ет 1,2-1,4 мм. Наружный диаметр электрода с покрытием составл ет 2-2,5dcr, где dC7 - диаметр стержн . Данные электроды примен ютс дл газопламенной пайки . 4 з.п. ф-лы, 2 табл. LT. СThe invention relates to the field of soldering, in particular, to the composition of the coating of electrodes used to solder copper and copper alloys with gas-flame heating, and can be used in various industries. The purpose of the invention is to simplify the production of solder rods and improve the mechanical properties of solder joints. The coating of the electrodes has the following composition, wt.%: Technical copper phosphide powder 50-75; powder of copper-phosphorus master alloy 15-25; nickel powder 3-13; ferroaluminozirconium ligature powder 2-5; binder 5-7, while the powder of the copper-phosphorus master alloy contains, wt%: phosphorus 8.0-9.5; copper rest; ferroalumcyrconium ligature contains, wt%: zirconium 15-21; aluminum 19-26; silicon up to 3; iron else; technical copper phosphide contains, wt%: phosphorus 13-14; copper else. The rod used is copper wire M1, brass L63, bronze BraC 4-3 and BrOF 6.5-0.4. The soldering temperature of this electrode is in the range of 680-740 ° C, depending on the composition of the rod. The spreading area on brass L63 is 420 mm. The strength of solder joints made of brass L63 is within the limits of 300-350 MPa, and the impact strength is 2-3.3 kgf / cm, the overlap in this case is 1.2-1.4 mm. The outer diameter of the coated electrode is 2-2.5dcr, where dC7 is the diameter of the rod. These electrodes are used for flame brazing. 4 hp f-ly, 2 tab. LT. WITH

Description

о ю елo you ate

CJCJ

гоgo

Изобретение относитс к области пайки , в частности к составу покрыти электродов , и может быть использовано в производстве электродов дл пайки, в частности среднеплавких припоев, примен емых в различных отрасл х промышленности с газопламенным нагревом.The invention relates to the field of soldering, in particular to the composition of the coating of electrodes, and can be used in the manufacture of electrodes for soldering, in particular medium melting solders used in various industries with gas-flame heating.

Цель изобретени - упрощение производства па льных прутков и повышение механических свойств па ного соединени .The purpose of the invention is to simplify the production of solder rods and improve the mechanical properties of the solder joint.

Покрытие электродов имеет следующий состав, мас%:The coating of the electrodes has the following composition, wt%:

Порошок технического фосфида меди Порошок медно- фосфорной лигатуры Порошок никел Порошок ферроалюмо- циркониевой лигатуры Св зующееCopper Technical Phosphide Powder Copper-Phosphorus Alloys Powder Nickel Powder Ferroalum-Zirconium Alloys Powder Binder

15-25 3-1315-25 3-13

2-5 5-72-5 5-7

При этом порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас%:While the powder of the copper-phosphorus master alloy contains, wt%:

Фосфор8,0-9,5Phosphorus8.0-9.5

МедьОстальноеCopperE rest

Ферроалюмоциркониева лигатура содержит , мас.%:Ferroaluminozirconium ligature contains, wt%:

Цирконий15-21Zirconium15-21

Алюминий19-26Aluminum19-26

КремнийДо 3Silicon up to 3

ЖелезоОстальноеIronErest

Технический фосфид меди содержит, мэс.%:Technical copper phosphide contains, mas.%:

Фосфор13-14Phosphorus13-14

МедьОстальноеCopperE rest

Технический фосфид меди, который вл етс основой электродного покрыти , получают из отходов промышленности элементарного фосфора, а именно обработкой раствором сульфата меди фосфорных шла- мов. Технический фосфид меди представл ет собой темный порошок дисперсностью менее 71 мкм, состо щий их фосфида меди и минеральной части, содержащей фториды , хлориды и фторсиликаты кальци (алюмини ). При пайке минеральна часть расшир ет интервал активности флюса, улучшает смачивание припоем па емого металла.Technical copper phosphide, which is the basis of the electrode coating, is obtained from the waste of the elemental phosphorus industry, namely, treatment with a solution of copper sulfate and phosphoric sludge. Technical copper phosphide is a dark powder with a dispersion of less than 71 microns, consisting of copper phosphide and a mineral part containing fluorides, chlorides, and calcium fluorosilicates (aluminum). When soldering the mineral part expands the range of activity of the flux, improves the wetting of the metal to be soldered by soldering.

Добавка никел оказывает упрочн ющее действие на па ный шов, улучшает технологические свойства припо - смачивание и растекание. Содержание его менее 3 мас.% не оказывает существенного вли ни на свойства припо и па ного соедине- ни , а содержание выше 13 мас.% повышает температуру расплавлени электродного покрыти . Дабавление его в состав покрыти вызывает образование сложного фосфида, превращающего пластинчатую эвтектику двухфазного сплава медь - фосфор в разорванный тип за счет образовани никелем устойчивого фосфида .The addition of nickel has a strengthening effect on the weld seam, improves the technological properties of soldering and spreading. Its content is less than 3 wt.% Does not have a significant effect on the properties of the solder and the solder joint, and the content above 13 wt.% Increases the melting temperature of the electrode coating. Adding it to the composition of the coating causes the formation of a complex phosphide, which transforms the plate-like eutectic of a two-phase copper-phosphorus alloy into a torn type due to the formation of a stable phosphide by nickel.

Известно, что пластифицирующее свойство вещества в большей степени св зано с анизодиаметрической формой частиц, что существенно облегчает истечение обмазочной массы благодар ориентационному эффекту , в результате которого хаотически расположенные частицы под давлением разворачиваютс (ориентируютс по направлению истечени ) и скольз т параллельно одна другой. Исследовани показали, что введение в состав электродного покрыти технического фосфида меди с аниэодиаметрической формой частиц улучшает пластические свойства обмазочных масс. Обмазочные массы в сыром виде характеризуютс пластической прочностью и давлением экструзии массы. Эти две величины взаимосв заны и могут регулироватьс количеством св зующего. Введение в обмазочную массу неорганического пластифицирующего св зующего позвол ет получать легко экструдируемую массу с достаточно высокой пластической прочностью , прочно удерживающую обмазку на металлическом стержне.It is known that the plasticizing property of a substance is more associated with the anisodiametric shape of the particles, which greatly facilitates the outflow of the coating mass due to the orientation effect, as a result of which randomly arranged particles under pressure unfold (orient in the direction of the expiration) and slide parallel to each other. Studies have shown that the introduction of technical copper phosphide with an anodiametric particle shape into the electrode coating improves the plastic properties of coating masses. Raw coating materials are characterized by plastic strength and extrusion pressure. These two values are interrelated and can be controlled by the amount of the binder. The introduction of an inorganic plasticizing binder into the coating mass makes it possible to obtain an easily extrudable mass with a sufficiently high plastic strength that holds the coating firmly on the metal rod.

Малые добавки ферроалюмоциркониевой лигатуры вл ютс отличным раскисли- телем и модификатором. Она вызывает св зывание в прочные соединени серы и кислорода, нейтрализу их вредное вли ние , повыша в зкость, прочность и сопротивление коррозии па ных швов, уменьшает анизотропию механических свойств наплавленного металла.Small additions of ferroaluminozirconium ligatures are an excellent deoxidizing and modifying agent. It causes the binding of durable sulfur and oxygen compounds, neutralizing their harmful effects, increasing the viscosity, strength and corrosion resistance of the welds, and reduces the anisotropy of the mechanical properties of the weld metal.

Введение лигатуры в обмазку менее 2 мас.% нецелесообразно ввиду отсутстви The introduction of ligatures in plastering less than 2 wt.% It is inappropriate due to the lack

видимого улучшени структуры шва и механических свойств, а более 5 мас.% образуютс труднорастворимые частички, ухудшаетс растекание, поверхность шва становитс шероховатой.visible improvement of the weld structure and mechanical properties, and more than 5 wt.% poorly soluble particles are formed, the spreading deteriorates, the surface of the weld becomes rough.

Процессы установлени равновеси Equilibrium processes

при растворении порошковых смесей протекают интенсивнее при наличии со- стал ющих с более низкой температурой плавлени , увеличением плотности компонентов электродного покрыти , что ускор ет процесс диффузии и растворени . С этой целью в состав покрыти электродов введен порошок медно-фосфорной лигатуры. Облада наименьшей температурой плавлени ,when dissolving, powder mixtures proceed more intensively in the presence of solids with a lower melting point, an increase in the density of the components of the electrode coating, which accelerates the process of diffusion and dissolution. To this end, copper phosphorus master alloy powder was introduced into the coating of the electrodes. Possess the lowest melting point

она первой начинает плавитьс , вт гива в контактное плавление остальные компоненты покрыти . Обеспечива предварительное плавление при низкой температуре, медно-фосфорна лигатура способствуетit first begins to melt, drawing the remaining components of the coating into contact melting. By pre-melting at low temperature, the copper phosphorus ligature helps

полному расплавлению покрыти и стержн при низкой тепловой энергии источника нагрева .complete melting of the coating and the rod with a low thermal energy of the heating source.

Испытани показали, что высокие пластические свойства обмазочной массы приTests have shown that the high plastic properties of the coating mass at

опрессовке стержней обеспечиваютс ч при содержании св зующего в -покрытии 5-7 мас.%.Crimping the rods is ensured when the content of the binder in the coating is 5-7 wt.%.

Примеры конкретных составов покрытий электродов даны в табл. 1.Examples of specific compositions of the coatings of the electrodes are given in table. one.

Из опытов установлено, что применение данного покрыти электродов дл пайки возможно при нанесении его на стержень из меди, латуни и бронзы. Свойства получаемого па ного соединени приведены вFrom the experiments it was found that the use of this coating of electrodes for soldering is possible when applied to a rod of copper, brass and bronze. Properties of the resulting solder are given in

табл. 2.tab. 2

Из табл. 2 видно, что совместное введение железа, алюмини и циркони в виде лигатуры при всех типах стержень-покрытие улучшает прочность соединени , повыша гср , ан и Зраст. Это св зано с измельчением структуры.From tab. 2, it can be seen that the joint introduction of iron, aluminum, and zirconium in the form of a ligature for all types of rod-coating improves the strength of the compound, increasing gsr, en, and zrast. This is due to the refinement of the structure.

Широкий диапазон материалов стержн позвол ет осуществл ть пайку при температурах 700-780°С.A wide range of rod materials allows soldering at temperatures of 700-780 ° C.

Наружный диаметр электрода с покрытием должен быть равен D06 (2-2,5). где dcr диаметр металлического стержн .The outer diameter of the coated electrode should be equal to D06 (2-2,5). where dcr is the diameter of the metal rod.

Результаты исследований технологических свойств обмазочных масс показали, что покрыти на стержн х хорошо прессуютс , имеют хороший внешний вид. Покрыти электродов не подвержены механическим повреждени м при транспортировке и не образуют трещин во врем сушки.The results of studies of the technological properties of the coating masses showed that the coatings on the rods are well pressed and have a good appearance. Electrode coatings are not subject to mechanical damage during transportation and do not crack during drying.

Применение данного покрыти электродов дл пайки возможно взамен дорогих и дефицитных серебросодержащих припоев . Оно опробовано при нанесении на стержни с использованием пресс-оборудовани , технологии получени сварочных электродов и не требует дополнительных приспособлений.The use of this electrode coating for soldering is possible instead of expensive and scarce silver-containing solders. It was tested when applied to the rods using press equipment, technology for producing welding electrodes and does not require additional devices.

Claims

1. Electrode for gas brazing, consisting of a rod and a coating containing technical phosphide of copper, nickel, copper-phosphorus ligature, a binder, characterized in that, in order to simplify production and improve the mechanical properties of the solder joint, it additionally contains a ferroaluminous zirconium oxide ligature in the following ratio, wt.%:

Technical Phosphide Powder

medi50-75

Powder of copper-phosphorus ligature 15-25 Powder nickel 3-13

Ferro-Alumina Zirconia Powder

ligatures2-5

Binding5-7

2. Electrode pop.1, characterized by the fact that the powder of copper-phosphorus master alloy contains, wt%:

Phosphorus8.0-9.5

CopperE rest

3. Electrode pop. 1, reproducing the fact that the ferroalumino zirconium ligature contains, in May.%:

Zirconium15-21

Aluminum19-26

Silicon up to 3

IronErest

4. Electrode pop.1, characterized in that the technical copper phosphide contains, by weight,%:

Phosphorus13-14

CopperE rest

5. Electrode pop. 1, characterized in that copper, brass and bronze wires are used as the core.

Table

Note. The overlap size was 1.2 ... 1.4 mm.

table 2